Promethium ist das einzige Seltenerdmetall ohne stabile Isotope, eine direkte Folge des Instabilitätstals, in dem sich alle seine Isotope auf der Kurve der nuklearen Stabilität befinden. Im Gegensatz zu anderen Lanthaniden kommt Promethium auf der Erde nicht natürlich in nachweisbaren Mengen vor; alle primordialen Spuren sind seit der Entstehung des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren vollständig verschwunden. Das stabilste Isotop, Pm-145, hat eine Halbwertszeit von nur 17,7 Jahren, was nicht ausreicht, um geologische Zeiträume zu überdauern.
Promethium wird dennoch vorübergehend in Sternen durch den s-Prozess (langsame Neutroneneinfang) und den r-Prozess (schneller Neutroneneinfang) synthetisiert. In Sternen des asymptotischen Riesenasts (AGB) erzeugt der s-Prozess Promethium als radioaktives Zwischenprodukt, das schnell zu stabilem Samarium zerfällt, bevor es in das interstellare Medium ausgestoßen wird. Bei Supernovae und Neutronensternverschmelzungen erzeugt der r-Prozess erhebliche Mengen an Promethium, das jedoch ebenfalls innerhalb weniger Jahrzehnte zu Samarium zerfällt.
Spektrallinien von Promethium wurden in den Spektren einiger jüngerer Novae und Supernovae nachgewiesen, was seine Synthese in diesen kataklysmischen Ereignissen bestätigt. Spektroskopische Beobachtungen der Supernova 1987A zeigten potenzielle Signaturen von Promethium in den Jahren nach der Explosion. Diese Nachweise sind extrem schwierig, da Promethium schnell verdünnt und zerfällt, was die Spektrallinien flüchtig und schwach macht. Die Beobachtung von Promethium in stellaren Ejekta liefert dennoch wertvolle Einschränkungen für die Zeitskalen der explosiven Nukleosynthese.
Das vollständige Fehlen von Promethium im Sonnensystem und im interstellaren Medium bestätigt, dass der Zeitabstand zwischen der Nukleosynthese der letzten Ereignisse, die die präsolare Molekülwolke anreicherten, und der Entstehung des Sonnensystems deutlich mehr als einige Jahrhunderte betrug. Wenn sich das Sonnensystem unmittelbar nach einer anreichernden Supernova gebildet hätte, hätten Spuren von Promethium in primitiven Meteoriten überdauern können. Die beobachtete Abwesenheit deutet auf eine Verzögerung von mindestens mehreren tausend Jahren zwischen der letzten Nukleosynthese und dem Kollaps der protosolaren Wolke hin.
Promethium ist nach Prometheus benannt, dem Titanen der griechischen Mythologie, der den Göttern das Feuer stahl, um es den Menschen zu geben, und symbolisiert damit die schwierige Erlangung und das potenzielle Gefahrenpotenzial dieses radioaktiven Elements. Die Existenz eines Elements mit der Ordnungszahl 61 wurde von Dmitri Mendeleev bereits 1871 in seiner periodischen Klassifikation vorhergesagt, wobei er eine Lücke zwischen Neodym (60) und Samarium (62) identifizierte. Mendeleev nannte dieses hypothetische Element "Eka-Neodym" gemäß seiner systematischen Nomenklatur.
Zwischen 1902 und 1945 beanspruchten mindestens sechs Forschergruppen die Entdeckung des Elements 61 in Seltenerzmineralien und schlugen verschiedene Namen vor: "Florentium" (Italiener, 1924), "Illinium" (Amerikaner, 1926) und "Cyclonium" (Amerikaner, 1938). Alle diese Ansprüche erwiesen sich später als falsch, resultierend aus spektroskopischen Fehlidentifikationen oder Verunreinigungen. Die Unmöglichkeit, Element 61 aus natürlichen Quellen zu isolieren, hätte die Forscher auf seine wahrscheinlich radioaktive Natur aufmerksam machen müssen, aber das Konzept ausschließlich synthetischer Elemente war noch nicht etabliert.
Die echte Entdeckung von Promethium gelang 1945 Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin und Charles D. Coryell im Oak Ridge National Laboratory in Tennessee, USA. Im Rahmen des Manhattan-Projekts isolierten und identifizierten sie das Isotop Pm-147 unter den Spaltprodukten von Uran-235, das in einem Kernreaktor bestrahlt worden war. Die Identifizierung wurde durch Röntgenspektroskopie und Charakterisierung des radioaktiven Zerfalls bestätigt.
Der Name "Promethium" und das Symbol "Pm" wurden 1949 offiziell von der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) angenommen, obwohl die Entdecker zunächst zögerten, das Element zu benennen. Promethium wurde somit zum ersten Lanthanid, das ausschließlich durch künstliche Synthese entdeckt wurde, und ebnete den Weg für die synthetischen Transurane, die einige Jahre zuvor hergestellt worden waren. Die Entdeckung markierte einen wichtigen Schritt in der Erkenntnis, dass einige vom Periodensystem vorhergesagte Elemente möglicherweise nicht natürlich auf der Erde vorkommen.
Promethium kommt auf der Erde nicht in messbaren Mengen natürlich vor. Winzige Spuren (weniger als 10⁻¹⁹ Gramm pro Tonne) entstehen durch spontane Spaltung von Uran in uranhaltigen Erzen, aber diese Mengen sind völlig vernachlässigbar. Die weltweite Produktion von Promethium ist vollständig synthetisch und wird durch Extraktion der Spaltprodukte aus Kernreaktoren gewonnen. Die jährliche weltweite Produktion wird auf etwa 100-200 Gramm Pm-147 geschätzt, hauptsächlich in den USA und Russland.
Promethium wird aus abgebrannten Brennstäben durch komplexe Lösungsmittelextraktions- und Ionenaustauschchromatographieverfahren extrahiert. Pm-147 macht etwa 2-3% der Spaltprodukte nach mehreren Jahren Abklingzeit aus. Die Extraktion erfordert hochspezialisierte Anlagen mit Strahlenschutz und strenger Eindämmung. Die Kosten für gereinigtes Promethium sind extrem hoch, in der Größenordnung von 1000 bis 10.000 Dollar pro Gramm, abhängig von der Reinheit, was seine Verwendung auf hochspezialisierte Anwendungen beschränkt, für die es keine Alternativen gibt.
Es gibt kein Recycling von Promethium, da die verwendeten Mengen winzig sind und Geräte, die Promethium enthalten (Leuchtquellen, Sensoren), in der Regel hermetisch versiegelt sind und am Ende ihrer Lebensdauer als radioaktiver Abfall behandelt werden. Eine Rückgewinnung wäre technisch möglich, aber wirtschaftlich nicht tragbar angesichts der geringen Mengen und der Kosten für die Handhabung radioaktiven Materials.
Promethium (Symbol Pm, Ordnungszahl 61) ist das fünfte Element der Lanthanidreihe und gehört zu den Seltenerdmetallen des f-Blocks im Periodensystem. Sein Atom besitzt 61 Protonen, in der Regel 86 Neutronen (für das am häufigsten verwendete Isotop \(\,^{147}\mathrm{Pm}\)) und 61 Elektronen mit der Elektronenkonfiguration [Xe] 4f⁵ 6s².
Metallisches Promethium wurde nur in mikroskopischen Mengen hergestellt, was präzise Messungen seiner physikalischen Eigenschaften einschränkt. Die verfügbaren Daten stammen hauptsächlich aus Extrapolationen basierend auf benachbarten Lanthaniden und einigen Messungen an Milligramm-Proben. Es wird angenommen, dass Promethium ein glänzendes, silberweißes Metall ist, das an der Luft schnell oxidiert. Es kristallisiert wahrscheinlich in einer hexagonal dichtesten Kugelpackung (HDP) bei Raumtemperatur, ähnlich wie die benachbarten Elemente Neodym und Samarium.
Promethium schmilzt bei etwa 1042 °C (1315 K) und siedet bei etwa 3000 °C (3273 K), basierend auf Schätzungen, die auf den Trends der Lanthanide beruhen. Seine Dichte wird auf 7,26 g/cm³ geschätzt, was mit der Lanthanidenkontraktion übereinstimmt. Es wird erwartet, dass Promethium ein guter Leiter für Elektrizität und Wärme ist, mit typischen metallischen Eigenschaften der Lanthanide. Promethium wird bei Raumtemperatur als paramagnetisch angenommen, mit magnetischen Eigenschaften, die durch die 4f⁵-Konfiguration bestimmt werden.
Alle Isotope von Promethium sind radioaktiv. Das am häufigsten verwendete Isotop, Pm-147, emittiert niederenergetische Betastrahlen (maximale Energie 224 keV, durchschnittliche Energie 62 keV) ohne signifikante Gammastrahlung. Diese reine niederenergetische Betaemission macht Pm-147 zu einer relativ sicheren radioaktiven Quelle, da Betastrahlen durch einige Millimeter Material gestoppt werden und keine schwere Abschirmung erfordern. Pm-147 zerfällt zu stabilem Samarium-147 mit einer Halbwertszeit von 2,62 Jahren.
Schmelzpunkt von Promethium: 1315 K (1042 °C) [geschätzt].
Siedepunkt von Promethium: 3273 K (3000 °C) [geschätzt].
Alle Promethium-Isotope sind radioaktiv; Pm-147 emittiert niederenergetische Betastrahlen (Halbwertszeit 2,62 Jahre).
| Isotop / Notation | Protonen (Z) | Neutronen (N) | Atommasse (u) | Ursprung | Halbwertszeit | Zerfall / Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Promethium-145 — \(\,^{145}\mathrm{Pm}\,\) | 61 | 84 | 144,912749 u | Synthetisch | ≈ 17,7 Jahre | Radioaktiv (EC, schwaches α). Stabilstes Promethium-Isotop, aber mit unzureichender Halbwertszeit für geologisches Überdauern. |
| Promethium-146 — \(\,^{146}\mathrm{Pm}\,\) | 61 | 85 | 145,914696 u | Synthetisch | ≈ 5,53 Jahre | Radioaktiv (EC, β⁻). Emittiert intensive Gammastrahlen, erfordert signifikante Abschirmung. |
| Promethium-147 — \(\,^{147}\mathrm{Pm}\,\) | 61 | 86 | 146,915138 u | Synthetisch | ≈ 2,62 Jahre | Radioaktiv (β⁻). Am häufigsten verwendetes Isotop, reiner niederenergetischer Beta-Strahler. Wichtiges Spaltprodukt. |
| Promethium-148 — \(\,^{148}\mathrm{Pm}\,\) | 61 | 87 | 147,917475 u | Synthetisch | ≈ 5,37 Tage | Radioaktiv (β⁻). Kurze Halbwertszeit, wird in der Kernforschung verwendet. |
| Promethium-149 — \(\,^{149}\mathrm{Pm}\,\) | 61 | 88 | 148,918334 u | Synthetisch | ≈ 53,08 Stunden | Radioaktiv (β⁻). Signifikantes Spaltprodukt, mittlere Halbwertszeit. |
| Promethium-151 — \(\,^{151}\mathrm{Pm}\,\) | 61 | 90 | 150,921207 u | Synthetisch | ≈ 28,40 Stunden | Radioaktiv (β⁻). Spaltprodukt, wird in Studien zum radioaktiven Zerfall verwendet. |
Hinweis: :
Elektronenschalen: Wie Elektronen um den Kern organisiert sind.
Promethium hat 61 Elektronen, die auf sechs Elektronenschalen verteilt sind. Seine Elektronenkonfiguration ist [Xe] 4f⁵ 6s², typisch für Lanthanide, bei denen die 4f-Unterschale schrittweise gefüllt wird. Diese Konfiguration kann auch wie folgt geschrieben werden: K(2) L(8) M(18) N(18) O(23) P(2) oder vollständig: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f⁵ 5s² 5p⁶ 6s².
K-Schale (n=1): enthält 2 Elektronen in der 1s-Unterschale. Diese innere Schale ist vollständig und sehr stabil.
L-Schale (n=2): enthält 8 Elektronen, verteilt als 2s² 2p⁶. Diese Schale ist ebenfalls vollständig und bildet eine Edelgaskonfiguration (Neon).
M-Schale (n=3): enthält 18 Elektronen, verteilt als 3s² 3p⁶ 3d¹⁰. Diese vollständige Schale trägt zur elektronischen Abschirmung bei.
N-Schale (n=4): enthält 18 Elektronen, verteilt als 4s² 4p⁶ 4d¹⁰. Diese Schale bildet eine stabile und vollständige Struktur.
O-Schale (n=5): enthält 23 Elektronen, verteilt als 5s² 5p⁶ 4f⁵ 5d⁰. Die fünf 4f-Elektronen charakterisieren die Chemie von Promethium.
P-Schale (n=6): enthält 2 Elektronen in der 6s²-Unterschale. Diese Elektronen sind die äußeren Valenzelektronen von Promethium.
Promethium hat effektiv 7 Valenzelektronen: fünf 4f⁵-Elektronen und zwei 6s²-Elektronen. Der fast ausschließliche Oxidationszustand ist +3, charakteristisch für alle Lanthanide, bei denen Promethium seine beiden 6s-Elektronen und ein 4f-Elektron verliert, um das Pm³⁺-Ion mit der Konfiguration [Xe] 4f⁴ zu bilden. Dieses Pm³⁺-Ion ist für die blassrosa Farbe von Promethiumlösungen verantwortlich, obwohl nur wenige direkte Beobachtungen existieren, aufgrund der Seltenheit des Elements.
Die Chemie von Promethium ist im Wesentlichen die Chemie des Pm³⁺-Ions, mit Eigenschaften zwischen Neodym und Samarium. Promethium(III)-Verbindungen umfassen das Oxid Pm₂O₃, das Chlorid PmCl₃, das Nitrat Pm(NO₃)₃ und verschiedene Koordinationskomplexe. Aufgrund der Radioaktivität unterliegen alle Promethiumverbindungen einer allmählichen Selbstradiolyse und können eine schwache Lumineszenz aufweisen, die durch die Anregung umgebender Moleküle durch Betastrahlen verursacht wird.
Oxidationszustände +2 und +4 wurden unter extremen Bedingungen vorgeschlagen, aber diese Zustände sind außerordentlich instabil und wurden nie endgültig charakterisiert. Die Chemie von Promethium bleibt relativ wenig erforscht, aufgrund der Schwierigkeit, ausreichende Mengen zu erhalten, der inhärenten Radioaktivität und des schnellen Zerfalls, der die Dauer von Experimenten begrenzt.
Es wird angenommen, dass metallisches Promethium sehr reaktiv mit Sauerstoff ist und an der Luft schnell oxidiert, wobei eine Schicht aus Promethium(III)-oxid (Pm₂O₃) variabler Farbe (wahrscheinlich blassrosa bis gelb) entsteht. Studien an mikroskopischen Proben deuten darauf hin, dass Promethium beim Erhitzen an der Luft leicht entzündbar ist und Oxid mit schwacher Lumineszenz aufgrund der Radioaktivität bildet: 4Pm + 3O₂ → 2Pm₂O₃. Die Handhabung von metallischem Promethium erfordert eine inerte Atmosphäre und angemessenen Schutz vor Betastrahlung.
Es wird angenommen, dass Promethium langsam mit kaltem Wasser und schneller mit heißem Wasser reagiert, wobei Promethium(III)-hydroxid entsteht und Wasserstoffgas freigesetzt wird: 2Pm + 6H₂O → 2Pm(OH)₃ + 3H₂↑. Wässrige Lösungen von Promethiumsalzen sind blassrosa und zeigen eine schwache Fluoreszenz aufgrund der Wechselwirkung von Betastrahlen mit Wasser. Promethium(III)-hydroxid fällt leicht aus Lösungen als gallertartiger Feststoff aus.
Promethium löst sich leicht in Säuren, sogar in verdünnten, unter Freisetzung von Wasserstoff: 2Pm + 6HCl → 2PmCl₃ + 3H₂↑, wobei rosa Pm³⁺-Lösungen entstehen. Promethium bildet Halogenide (PmF₃, PmCl₃, PmBr₃, PmI₃), Chalkogenide (Pm₂S₃, Pm₂Se₃), Nitride (PmN) und Carbide (PmC, PmC₂). Alle diese Verbindungen sind radioaktiv und unterliegen einem fortschreitenden Abbau durch Selbstradiolyse.
Eine einzigartige Eigenschaft von Promethium ist die Selbstradiolyse seiner Verbindungen. Die von Pm-147 emittierten Betastrahlen brechen kontinuierlich chemische Bindungen in festen Verbindungen und Lösungen, erzeugen freie Radikale, Gase (H₂, O₂ in wässrigen Lösungen) und einen fortschreitenden Abbau der Kristallstruktur. Diese Selbstradiolyse begrenzt die Lebensdauer der Proben und kann in konzentrierten Quellen zu einer erheblichen Selbsterwärmung führen. Promethiumverbindungen müssen periodisch neu synthetisiert werden, um ihre chemische Integrität zu erhalten.
Die Hauptanwendung von Promethium in der Geschichte war seine Verwendung in autonomen Leuchtfarben für Zifferblätter von Uhren, Fluginstrumenten, Schildern und militärischen Geräten. Das Prinzip basiert auf Radiolumineszenz: Die von Pm-147 emittierten Betastrahlen regen einen Phosphor (in der Regel kupferdotiertes Zinksulfid) an, der sichtbares Licht emittiert. Im Gegensatz zu Radium- oder Tritiumfarben erzeugt Pm-147 eine intensivere Leuchtkraft und erfordert keine vorherige Lichteinwirkung zur Aktivierung.
Promethiumfarben hatten mehrere Vorteile: hohe Anfangsleuchtkraft (etwa 10-mal höher als Tritium), keine Gammastrahlung, die eine Abschirmung erfordert, und Betastrahlung mit ausreichend niedriger Energie, um vom Glas des Zifferblatts gestoppt zu werden. Die kurze Halbwertszeit von Pm-147 (2,62 Jahre) bedeutet jedoch, dass die Leuchtkraft alle 2,6 Jahre um die Hälfte abnimmt, was die Geräte nach 10-15 Jahren unbrauchbar macht. Diese Einschränkung, kombiniert mit radiologischen Sicherheitsbedenken, führte zur schrittweisen Aufgabe von Promethium zugunsten von Tritium (Halbwertszeit 12,3 Jahre) in den 1970er-1980er Jahren.
Die Streitkräfte nutzten Promethium-Leuchtquellen extensiv für Navigationsinstrumente, Visiere, Bedienfelder und Überlebensausrüstung in den 1960er-1970er Jahren. Die höhere Leuchtintensität war besonders für militärische Anwendungen wertvoll, bei denen Nachtsicht entscheidend ist. Einige spezialisierte Luft- und Raumfahrtanwendungen setzten Promethium bis in die 1990er Jahre ein, obwohl die meisten durch haltbarere Alternativen oder elektrolumineszierende Systeme ersetzt wurden.
Pm-147 wird in industriellen Dickenmessgeräten verwendet, um die Dicke von Materialien in der kontinuierlichen Produktion (Papier, Kunststoff, dünne Metallbleche) präzise zu messen. Eine versiegelte Pm-147-Quelle emittiert Betastrahlen durch das Material, und ein Detektor auf der anderen Seite misst die durchgelassene Intensität. Die Abschwächung der Betastrahlen ist proportional zur Dicke und Dichte des Materials, was eine Echtzeit-Qualitätskontrolle mit mikrometrischer Präzision ermöglicht.
Pm-147 bietet mehrere Vorteile für diese Anwendung: Seine moderate Betaenergie (maximal 224 keV) ist ideal für die Messung von Materialien mit niedriger bis mittlerer Dichte und millimeterdicker Dicke, das Fehlen von Gammastrahlung eliminiert die Notwendigkeit schwerer Abschirmung, und die Quelle kann stark miniaturisiert werden. Promethium-Messgeräte sind kompakter und sicherer als Alternativen, die Betaquellen mit höherer Energie (Sr-90) oder Gammastrahlenquellen (Cs-137) verwenden.
Die Verwendung von Promethium in industriellen Messgeräten hat seit den 1990er Jahren deutlich abgenommen, aufgrund der kurzen Halbwertszeit, die einen häufigen Austausch der Quellen (alle 5-10 Jahre) erfordert, strenger Vorschriften für radioaktive Materialien und begrenzter Verfügbarkeit. Die meisten modernen Messgeräte verwenden Krypton-85, Strontium-90-Quellen oder nichtradioaktive Laser-/Optiksysteme. Nur wenige hochspezialisierte Anwendungen, die eine kompakte Geometrie erfordern, verwenden weiterhin Promethium.
Promethium wurde in den 1950er-1970er Jahren als Energiequelle für Miniatur-Atombatterien und Radioisotopen-Thermogeneratoren (RTG) erforscht. In einer Atom-batterie wird die kinetische Energie der Betastrahlen direkt durch Halbleiterübergänge oder betavoltische Materialien in Elektrizität umgewandelt. In einem RTG wird die durch Absorption der Betastrahlen erzeugte Wärme durch Thermoelemente in Elektrizität umgewandelt.
Pm-147-Batterien wurden entwickelt, um in den 1960er-1970er Jahren die ersten Herzschrittmacher mit Energie zu versorgen und boten eine Autonomie von 5-10 Jahren ohne Batteriewechsel. Einige experimentelle Satelliten und Weltraumsonden nutzten auch kleine Promethium-RTGs für Kurzzeitmissionen. Das sowjetische Weltraumprogramm setzte Pm-147-Quellen in einigen Navigations- und Kommunikationssatelliten der 1970er Jahre ein.
Die Verwendung von Promethium in Atom-batterien wurde in den 1980er Jahren weitgehend aufgegeben, aufgrund der kurzen Halbwertszeit, die die Lebensdauer der Geräte begrenzt, der im Vergleich zu Plutonium-238 für Weltraum-RTGs relativ niedrigen Energiedichte und Sicherheitsbedenken. Moderne Herzschrittmacher verwenden wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien oder langlebige Lithium-Iod-Systeme. Moderne Weltraum-RTGs verwenden ausschließlich Plutonium-238 (Halbwertszeit 87,7 Jahre) für Langzeitmissionen.
Promethium weist eine doppelte Toxizität auf: chemisch, vergleichbar mit anderen Lanthaniden, und radiologisch aufgrund seiner Betaemissionen. Die chemische Toxizität ist mäßig, ähnlich wie bei benachbarten Seltenerdmetallen. Die Einnahme oder Inhalation von Promethiumverbindungen führt zu einer bevorzugten Anreicherung in Leber, Nieren und Knochenskelett. Die radiologische Toxizität überwiegt jedoch bei weitem, da Betastrahlen lokale Gewebeschäden verursachen und das langfristige Krebsrisiko erhöhen.
Die Exposition gegenüber Promethium kann durch Einnahme, Inhalation von Stäuben oder Aerosolen oder kutane Absorption löslicher Verbindungen erfolgen. Die Betastrahlen von Pm-147 dringen nicht durch intakte Haut ein und werden durch einige Millimeter Gewebe gestoppt, aber die interne Inkorporation von Promethium ist gefährlich, da die Betastrahlen kontinuierlich das umgebende Gewebe bestrahlen. Die Einnahme von 1 Mikrocurie (37 kBq) Pm-147 liefert eine Dosis von etwa 0,5 Millisievert an den gesamten Körper, hauptsächlich an Leber und Skelett.
Inkorporiertes Promethium verhält sich im Körper ähnlich wie andere Lanthanide. Die biologische Halbwertszeit (Zeit zur Ausscheidung von 50% der Körperlast) beträgt etwa 3-4 Jahre für im Knochenskelett abgelagertes Promethium und etwa 1 Jahr für Promethium in Weichgeweben. Diese verlängerte Retention in Kombination mit der Radioaktivität macht Promethium zu einem besonders besorgniserregenden internen Kontaminanten. Chelatbildner wie DTPA können die Ausscheidung im Falle einer akuten Kontamination beschleunigen.
Die beruflichen Expositionsgrenzen für Promethium sind streng reguliert. Die jährliche Inkorporationsgrenze (ALI) für Pm-147 liegt typischerweise bei 40-80 MBq (1-2 Millicurie) für die Einnahme und 8-20 MBq (0,2-0,5 Millicurie) für die Inhalation, je nach nationalen Vorschriften. Die maximal zulässigen Konzentrationen in Luft und Wasser liegen in der Größenordnung von 10⁻⁶ bis 10⁻⁷ Bq/mL. Jede Handhabung von Promethium erfordert strenge Eindämmungsverfahren, persönliche Schutzausrüstung und kontinuierliche radiologische Überwachung.
Ausgediente Promethiumquellen werden als radioaktiver Abfall klassifiziert und müssen gemäß strengen Vorschriften für die Entsorgung von nuklearem Abfall behandelt werden. Die relativ kurze Halbwertszeit von Pm-147 (2,62 Jahre) bedeutet, dass der Abfall nach etwa 26 Jahren (10 Halbwertszeiten) radiologisch vernachlässigbar wird. Alte Promethium-Leuchtfarben, die in Vintage-Instrumenten gefunden werden, stellen ein geringes Risiko dar, da die meisten auf sehr niedrige Werte zerfallen sind.
Die Umweltkontamination durch Promethium stammt hauptsächlich aus dem Fallout von atmosphärischen Kernwaffentests (1950er-1960er Jahre) und nuklearen Unfällen (Tschernobyl, Fukushima). Umwelt-Promethium zerfällt jedoch schnell und war nie ein bedeutender Langzeitkontaminant. Die aktuellen Konzentrationen in der Umwelt sind völlig vernachlässigbar, weit unter den Nachweisgrenzen. Standorte zur Wiederaufbereitung von Kernbrennstoff können lokal erhöhte Promethiumkonzentrationen in flüssigen und festen Abfällen aufweisen, was eine angemessene Eindämmung erfordert.
Die Verwendung von Promethium wird wahrscheinlich weiter abnehmen, aufgrund der Verfügbarkeit sicherer und langlebigerer Alternativen für die meisten Anwendungen. Leuchtquellen verwenden nun Tritium (langlebiger) oder elektrolumineszierende Systeme (nicht radioaktiv). Industrielle Messgeräte entwickeln sich hin zu optischen oder Lasertechnologien. Atom-batterien für Weltraumanwendungen bevorzugen Plutonium-238. Promethium wird wahrscheinlich auf einige hochspezialisierte Nischenanwendungen beschränkt bleiben, in denen seine einzigartigen Eigenschaften (reiner niederenergetischer Betastrahler) unersetzlich sind, aber die insgesamt verwendeten Mengen werden weiter abnehmen.
