புரோட்டாக்டினியம் (Pa)
புரோட்டாக்டினியம் ஒரு அரிய, கதிரியக்க உலோகத் தனிமம். இதன் அணு எண் 91. இது தனிம அட்டவணையில் ஆக்டினைடு தொடரில் உள்ளது. இதன் ஐசோடோப்புகள் முக்கியமாக ஆல்ஃபா உமிழ்ப்பான்கள், மேலும் இது அதிக நச்சுத்தன்மைக்கு பெயர் பெற்றது.
பூமியில் இயற்கையான இருப்பு
புரோட்டாக்டினியம், யுரேனியம்-238 சிதைவின் ஒரு விளைபொருளாக மிகக் குறைந்த அளவில் இயற்கையாகவே காணப்படுகிறது. இது யுரேனியம் தாதுக்களில் உள்ளது, இருப்பினும் அதன் செறிவு மிகக் குறைவாக உள்ளது, பொதுவாக யுரேனியத்துடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு மில்லியனில் ஒரு பகுதி அல்லது ஒரு பில்லியனில் ஒரு பகுதி என அளவிடப்படுகிறது. முதன்மை இயற்கை ஐசோடோப்பு புரோட்டாக்டினியம்-231 ($^{231}$Pa) ஆகும், இது யுரேனியம்-235 இன் சிதைவு சங்கிலியில் உருவாகிறது. புரோட்டாக்டினியம்-234m ($^{234m}$Pa) என்பது யுரேனியம்-238 இன் சிதைவு சங்கிலியில் காணப்படும் மற்றொரு குறுகிய கால ஐசோடோப்பு ஆகும்.
இந்தியாவில், யுரேனியம் படிவுகள் பல்வேறு இடங்களில் காணப்படுகின்றன, குறிப்பாக ஜாதுகுடா (ஜார்கண்ட்), தும்மலப்பள்ளி (ஆந்திரப் பிரதேசம்) மற்றும் டோமியாசியாட் (மேகாலயா) ஆகிய இடங்களில். இந்த புவியியல் அமைப்புகளில் யுரேனியம் இருப்பதால், புரோட்டாக்டினியம் இந்த தாதுக்களுக்குள் மிகக் குறைந்த அளவில் இயற்கையாகவே இருக்கும், இருப்பினும் மிகக் குறைந்த அளவில்.
பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகள்
யுரேனியம் தாதுக்களில் அதன் மிகக் குறைந்த செறிவும், அதன் அதிக கதிரியக்கத்தன்மையும் காரணமாக புரோட்டாக்டினியத்தைப் பிரித்தெடுப்பது ஒரு சிக்கலான மற்றும் விலையுயர்ந்த செயல்முறையாகும். இது பொதுவாக யுரேனியம் தாதுக்களைப் பதப்படுத்தும் போது ஒரு துணைப் பொருளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது. இந்தச் செயல்முறை பெரும்பாலும் தாதுவைக் கரைத்தல், அதைத் தொடர்ந்து கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் அல்லது அயனிப் பரிமாற்றம் போன்ற பல்வேறு இரசாயனப் பிரிப்பு நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது, இது மற்ற ஆக்டினைடுகள் மற்றும் பிளவுப் பொருட்களிலிருந்து புரோட்டாக்டினியத்தைத் தேர்ந்தெடுத்துப் பிரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. புரோட்டாக்டினியத்திற்கான தேவை மிகக் குறைவாக இருப்பதால், அதற்கான பெரிய அளவிலான தொழில்துறை பிரித்தெடுப்பு வசதிகள் எதுவும் இல்லை.
தொழில்துறையில், புரோட்டாக்டினியத்திற்கு பரவலான பயன்பாடுகள் எதுவும் இல்லை. அதன் பற்றாக்குறை, தீவிர கதிரியக்கத்தன்மை மற்றும் அதிக செலவு ஆகியவை அதன் பயன்பாட்டை முக்கியமாக மிகச் சிறப்பு வாய்ந்த அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கு மட்டுப்படுத்துகின்றன.
புரோட்டாக்டினியத்தின் அறிவியல் பயன்பாடுகள்
அதன் தனித்துவமான அணுசக்தி பண்புகள் காரணமாக, புரோட்டாக்டினியம் பொதுவான, அன்றாடப் பயன்பாடுகளைக் காட்டிலும் அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் சிறப்புப் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. புரோட்டாக்டினியத்திற்கு பொதுமக்களுக்கு “பொதுவான, அன்றாடப் பயன்பாடுகள்” எதுவும் இல்லை என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், ஏனெனில் அதன் அதிகப்படியான அரிதான தன்மை, கதிரியக்கத்தன்மை மற்றும் அதிக செலவு ஆகியவை காரணமாகும். அதன் பயன்பாடுகள் மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த அறிவியல் மற்றும் ஆராய்ச்சித் துறைகளுக்கு மட்டுமே வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன.
- அணுப்பிளவு ஆய்வுகள்: புரோட்டாக்டினியம் ஐசோடோப்புகள், குறிப்பாக புரோட்டாக்டினியம்-231, அணுப்பிளவு செயல்முறைகள் மற்றும் நியூட்ரான் பிடிப்பு எதிர்வினைகளை ஆய்வு செய்ய சோதனை அணு இயற்பியலில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த ஆய்வுகள் அணு அமைப்பு மற்றும் இயக்கவியலின் அடிப்படை புரிதலுக்கு பங்களிக்கின்றன.
- புவி காலவரிசை மற்றும் பழங்காலக் கடலியல்: புரோட்டாக்டினியம்-231, தோரியம்-230 உடன் சேர்ந்து, யுரேனியம்-தொடர் காலக்கணிப்பு முறையில் ($^{230}$Th/$^{231}$Pa காலக்கணிப்பு) பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நுட்பம் கடல் படிவுகள், பவளப்பாறைகள் மற்றும் கார்பனேட்டுகளை ஆயிரக்கணக்கான முதல் நூற்றுக்கணக்கான ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் வரையிலான காலக்கட்டத்தில் காலக்கணிப்பு செய்ய உதவுகிறது. இது கடந்தகால கடல் நீரோட்ட வடிவங்கள் மற்றும் காலநிலை மாற்றங்கள் பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது.
- ஆக்டினைடு ஆராய்ச்சி: ஆக்டினைடு தொடரின் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் ஆராய்ச்சியில் புரோட்டாக்டினியம் ஒரு முக்கியமான தனிமமாக செயல்படுகிறது. அதன் பண்புகளைப் படிப்பது இந்த கனமான தனிமங்களின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது, இது அணுசக்தி மற்றும் கழிவு மேலாண்மை ஆராய்ச்சிக்கு இன்றியமையாதது.
- ரேடியோ ஐசோடோப்பு தடமறிதல் ஆய்வுகள்: அதன் கதிரியக்கத்தன்மை காரணமாக, புரோட்டாக்டினியத்தின் குறிப்பிட்ட ஐசோடோப்புகள் இரசாயன மற்றும் சுற்றுச்சூழல் ஆய்வுகளில் தனிமங்களின் இயக்கத்தைக் கண்காணிக்க அல்லது மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் இரசாயன செயல்முறைகளைக் கண்காணிக்க தடமறிதல் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
- டிரான்ஸ்யூரேனிக் தனிமங்களுக்கான இலக்குப் பொருள்: மிகச் சிறப்பு வாய்ந்த அணு உலைகள் அல்லது துகள் முடுக்கிகளில், புரோட்டாக்டினியம்-231 ஒரு இலக்குப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம், இது நியூட்ரான் பிடிப்பு மற்றும் அதைத் தொடர்ந்த பீட்டா சிதைவு எதிர்வினைகள் மூலம் கனமான, செயற்கை டிரான்ஸ்யூரேனிக் தனிமங்களை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுகிறது.