La tavola periodica degli elementi, nata nel 1869 grazie al lavoro del chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev, nasconde molte storie affascinanti legate alla scoperta degli elementi che la compongono. Tuttavia, pochi sono quelli ammantati da un alone di mistero quanto lo è il Promezio, elemento numero 61. Scoperto nel 1945, esso fa parte dei cosiddetti “Lantanidi” (una serie di 15 elementi chimici conosciuti anche come Terre Rare) ed è uno degli elementi privo di isotopi stabili (un isotopo è una “versione” di uno stesso elemento chimico che ha il medesimo numero di protoni ma un diverso numero di neutroni nel nucleo), molto raro in natura e utilizzato in applicazioni specifiche come gli schermi degli smartphone e le batterie nucleari, sebbene studiarlo si è rivelato difficile, per via della sua tendenza a “decadere” in altri elementi.
Ma cosa sappiamo oggi del promezio? E perché questo elemento potrebbe avere un ruolo strategico nelle tecnologie del futuro?
Una scoperta “divina”
Il promezio prende il nome dal titano Prometeo, mitico portatore del fuoco all’umanità. Un nome a dir poco evocativo, scelto per simboleggiare l’energia e il potere custoditi da questo elemento radioattivo.
La sua scoperta è stata tutt’altro che semplice. Per anni infatti, il posto n. 61 nella tavola periodica rimase vuoto. Solo nel 1945, durante esperimenti di separazione di prodotti di fissione all’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) sito nell’omonima località del Tennessee, i chimici Jacob Marinsky e Lawrence Glendenin riuscirono finalmente a isolare l’elemento. Il risultato fu pubblicato nel 1947, chiudendo uno dei capitoli più controversi della chimica del Novecento.
Perché il promezio è così raro?
Il promezio, come detto, non ha isotopi stabili: tutti sono radioattivi, il che significa che decadono (si trasformano in altri elementi) nel tempo. Come affermato qualche tempo fa da Alexander Ivanov, scienziato di ricerca e sviluppo presso l’ORNL, in un’intervista a WordsSideKick.com: “Questo elemento si ottiene tramite un processo di fissione, ed è altamente radioattivo, quindi è raro e complesso da analizzare.” L’ORNL è, ad oggi, l’unico produttore americano di promezio-147, tramite un processo che separa questo isotopo dai rifiuti dei reattori nucleari, creando il campione più puro possibile per poter effettuare delle analisi volte a indagare le proprietà di questo elemento.
Il promezio non esiste in forma stabile sulla Terra. In natura, può essere trovato in tracce minuscole come prodotto del decadimento dell’uranio o in alcune stelle di tipo gigante rossa, dove è stato rilevato in quantità così scarse da essere poco conveniente, sia dal punto di vista economico che pratico. Lo studio di questo elemento ha rappresentato per i ricercatori una sfida durata molto tempo, soprattutto causa della difficoltà ad ottenere un campione per un’adeguata analisi chimico-fisica.
Le applicazioni tecnologiche del promezio
Come detto il Promezio, nonostante la sua rarità, viene impiegato in alcune applicazioni altamente specifiche. L’isotopo PM-147 viene utilizzato per alimentare batterie nucleari miniaturizzate, che trovano impiego in: pacemaker di vecchia generazione (ora in disuso), sensori ambientali utilizzati in condizioni estreme (progettati per operare in ambienti impegnativi, resistendo a temperature, polveri, vibrazioni o altre condizioni particolarmente aggressive), ma anche rivelatori di radiazioni, schermi di sicurezza radiologica e dispositivi optoelettronici avanzati.
Nuove scoperte e prospettive future
Negli ultimi anni, l’interesse per il promezio è cresciuto grazie a tecnologie di rilevamento e isolamento più avanzate.
-Spazio e missioni a lunga durata
Alcuni studi preliminari suggeriscono l’uso del promezio in generatori termoelettrici a radioisotopi, impiegati in missioni spaziali per convertire il calore in elettricità. Sebbene il plutionio-238 sia oggi il principale isotopo usato, il promezio potrebbe rappresentare un’alternativa in futuro.
-Terapie radioattive sperimentali
Anche se il promezio non è ancora usato in medicina, alcune ricerche stanno valutando l’uso del Pm-147 in radioterapia mirata per tumori resistenti, grazie alla sua emissione beta pura e alla breve penetrazione nei tessuti.
-Proprietà magnetiche
Un articolo pubblicato nel 2023 su Nature Chemistry ha mostrato come il promezio presenti comportamenti magnetici anomali in alcuni composti cristallini, potenzialmente utili in materiali quantistici e sensori ad alta precisione.
Curiosità sul promezio
- È uno dei 6 elementi della tavola periodica a non avere isotopi stabili (insieme a Tc, At, Rn, Fr, Ac).
- È stato l’ultimo lantanide scoperto.
- Non ha una fonte mineraria: viene creato solo artificialmente.
Fonti:
- Marinsky J.A., Glendenin L.E. (1947). Promethium: Discovery and Separation. Journal of the American Chemical Society.
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). https://iupac.org
- Giacomo, C. (2020). “Properties and Applications of Promethium.” Radiochimica Acta, 108(5), 401–412.
- Nature Chemistry Editorial (2023). “Advances in Lanthanide Research: Spotlight on Promethium.” Nat. Chem.
- Oak Ridge National Laboratory. Research Highlights on Radioisotopes. https://www.ornl.gov
- https://it.wikipedia.org/wiki/Terre_rare
Crediti immagini:
- Immagine in evidenza: https://elements.lbl.gov/wp-content/uploads/2024/05/Promethium-1025×685-1.png
- Figura 1: https://storiesepolte.it/wp-content/uploads/2024/05/Cossiers-Prometeo-che-porta-il-fuoco.jpg