Prometio: Propiedades y usos del elemento

El prometio es un elemento lantánido radiactivo raro con propiedades químicas y físicas distintas, muy utilizado en baterías nucleares y dispositivos luminosos.

El prometio

El prometio fue identificado por primera vez en 1945 por los científicos estadounidenses Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin y Charles D. Coryell, tras el descubrimiento de sus isótopos radiactivos. El elemento recibió su nombre de Prometeo, un personaje de la mitología griega que robó el fuego a los dioses y se lo dio a los humanos, simbolizando la asociación del elemento con la energía y la radiactividad.

El prometio es único entre los lantánidos porque no tiene isótopos estables, por lo que es totalmente radiactivo. Su isótopo más estable, el Pm-145, tiene una vida media de 17,7 años. Sin embargo, debido a su escasez y al hecho de que no abunda de forma natural, se produce principalmente de forma sintética en laboratorios o reactores nucleares.

Propiedades físicas y químicas

El prometio es un metal blanco plateado bastante blando y con propiedades similares a las de otros lantánidos como el samario y el neodimio. A menudo se clasifica como metal alcalinotérreo debido a su composición química, aunque técnicamente pertenece a los elementos de tierras raras.

• Número atómico: 61
• Punto de fusión: 1.042°C (1.908°F)
• Punto de ebullición: 3.000°C (5.432°F)
• Densidad: 7,26 g/cm³ (a 20°C)

El prometio presenta un punto de fusión elevado para un elemento lantánido y muestra una solubilidad moderada en agua debido a la formación de diversos compuestos como el hidróxido de prometio. Al igual que muchos lantánidos, presenta una elevada conductividad eléctrica, aunque no forma tantas aleaciones útiles como otros elementos de tierras raras.

Radiactividad e isótopos

La característica clave del prometio es su naturaleza radiactiva, que define gran parte de su aplicación y comportamiento. Existen más de 30 isótopos del prometio, pero ninguno es estable. Los isótopos más conocidos y estudiados son:

• Pm-145: El isótopo más estable con una vida media de 17,7 años, utilizado en investigación.
• Pm-147: Uno de los isótopos más producidos, con una vida media de 2,62 años, utilizado en diversas aplicaciones.
• Pm-146: Otro isótopo con un uso notable en contextos científicos.

Los isótopos de prometio se desintegran por emisión beta, liberando electrones de alta energía y convirtiéndose en elementos estables como el samario. Debido a esta desintegración radiactiva, el prometio emite una cantidad significativa de calor, que puede aprovecharse para diversos usos, especialmente en tecnología de baterías y fuentes de calor.

Producción de prometio

Dado que el prometio no abunda en la naturaleza, suele producirse artificialmente en reactores nucleares o aceleradores de partículas. El método más común consiste en bombardear uranio o neodimio con neutrones en un reactor nuclear, creando isótopos de prometio mediante reacciones de captura de neutrones. Estas reacciones pueden producir pequeñas cantidades de prometio, que luego se aísla y purifica para aplicaciones específicas.

El prometio también se encuentra a veces como subproducto del proceso de refinado del uranio, aunque no es una fuente significativa y las cantidades recuperadas son mínimas.

Usos del prometio

Aunque el prometio no se utiliza mucho en el día a día, sus propiedades radiactivas únicas le confieren importantes aplicaciones en la producción de energía, la iluminación y la investigación científica.

1. Baterías nucleares

Una de las aplicaciones más notables del prometio son las baterías nucleares, en particular los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG). En estos dispositivos, el calor producido por la desintegración radiactiva de isótopos como el Pm-147 se convierte en energía eléctrica a través de termopares. Estas baterías son pequeñas, duraderas y proporcionan energía fiable sin necesidad de recarga, lo que las hace ideales para su uso en exploración espacial y teledetección.

2. Pinturas y diales luminosos

El prometio 147 se utiliza en determinadas fórmulas de pinturas luminosas que pueden brillar sin necesidad de una fuente de luz externa. Al emitir radiación beta, los isótopos de prometio excitan los fósforos de la pintura, haciendo que emita luz. Esto lo hace útil en aplicaciones como diales luminosos, manecillas de reloj y paneles de instrumentación en los que se necesita un brillo constante de bajo nivel para la visibilidad en la oscuridad.

3. Fuentes de calor para aplicaciones espaciales y médicas

Dado que los isótopos de prometio emiten calor como subproducto de la desintegración radiactiva, pueden utilizarse como fuentes de calor portátiles en lugares remotos. El prometio-147 se ha empleado en dispositivos médicos para aplicaciones de calor dirigidas, como en sondas térmicas para la monitorización interna del cuerpo o para terapia de calor en tratamientos específicos. Se trata de un uso nicho pero importante del elemento.

4. Investigación científica

El prometio desempeña un papel en la investigación científica, especialmente en física nuclear y ciencia de materiales. Debido a su radiactividad, se utiliza en estudios de trazadores y experimentos que implican procesos de desintegración nuclear. Los investigadores pueden seguir el comportamiento de los isótopos de prometio en diferentes entornos y medir los niveles de radiación, lo que permite comprender mejor las estructuras atómicas y el comportamiento de los materiales radiactivos.

Preocupación por la salud y la seguridad

Dada su radiactividad, el prometio debe manipularse con cuidado y su uso está regulado para minimizar la exposición a la radiación. En grandes cantidades, la exposición al prometio y a sus isótopos radiactivos puede entrañar riesgos para la salud como la enfermedad por radiación, el cáncer o daños orgánicos. Las personas que trabajan con prometio deben tomar precauciones especiales y, por lo general, se encuentra en dispositivos o unidades de almacenamiento sellados para evitar la exposición accidental.

Conclusión

Puede que el prometio sea un elemento raro y radiactivo, pero sus propiedades únicas le confieren un valioso papel en diversas industrias de alta tecnología. Ya se utilice en la exploración espacial, en fuentes de energía nuclear o en la investigación científica, el prometio sigue proporcionando una funcionalidad esencial en aplicaciones especializadas. Su descubrimiento a mediados del siglo XX abrió nuevas posibilidades para aprovechar la desintegración radiactiva, y su uso controlado sigue siendo importante en campos en los que se requiere energía estable y duradera en entornos remotos o extremos. A medida que las tecnologías evolucionen, el prometio podría encontrar aún más aplicaciones, consolidando su lugar en el panteón de los elementos raros pero críticos.