โปรแทคติเนียม ( ₉₁ Pa) ไม่มีไอโซโทป ที่เสถียร เนื่องจาก²³¹ Pa มีอยู่ในปริมาณที่ใช้งานได้และประกอบขึ้นเป็นธาตุเกือบทั้งหมด จึงใช้กำหนดน้ำหนักอะตอมมาตรฐาน

มีการระบุไอโซโทปรังสี ของโปรแทคติเนียมแล้ว 30 ไอโซโทป โดยมีค่าตั้งแต่ ²¹⁰ Pa ถึง²³⁹ Pa ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ²³¹ Pa ซึ่งมีครึ่งชีวิต 32,700 ปี²³³ Pa ซึ่งมีครึ่งชีวิต 26.975 วัน และ²³⁰ Pa ซึ่งมีครึ่งชีวิต 17.4 วัน ไอโซโทป รังสี ที่เหลือทั้งหมด มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 1.6 วัน และส่วนใหญ่มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 1.8 วินาที ธาตุนี้ยังมีสถานะเมตา อีกห้าสถานะ ได้แก่^{217 มิลลิ}ปาสคาล (ครึ่งชีวิต_1.15มิลลิวินาที), ^{220 มิลลิ ปาส} _คาล (ครึ่ง ชีวิต  308 นาโนวินาที), 220 มิลลิปาส _คา ล ( ครึ่งชีวิต  69 นาโนวินาที), ^{229 มิลลิ ปาส} _คาล (ครึ่งชีวิต 420 นาโนวินาที) และ^{234 มิลลิ}ปาสคาล (ครึ่ง_{ชีวิต}  1.16 นาที)

The only naturally occurring isotopes are ²³¹Pa, ²³³Pa, ²³⁴Pa, and ^234mPa. The first occurs as an intermediate decay product of ²³⁵U, the second of (rare) ²³⁷Np, and the last two as intermediate decay products of ²³⁸U. ²³¹Pa dominates solely because of its longer life.

The primary decay mode for protactinium isotopes lighter than (and including) the most stable isotope ²³¹Pa is alpha decay to isotopes of actinium, except ²²⁸Pa to ²³⁰Pa, which primarily decay by electron capture to isotopes of thorium. The primary mode for the heavier isotopes is beta minus (β⁻) decay to isotopes of uranium.

โปรแทคติเนียม-230 มีนิวตรอน 139 ตัว และครึ่งชีวิต 17.4 วัน ส่วนใหญ่ (92%) จะสลายตัวแบบเบตาบวกกลายเป็น230Th ^โดยมีการสลายตัวแบบเบตาลบเล็กน้อย (8%) กลายเป็น^230Uนอกจากนี้ยังมีการสลายตัวแบบอัลฟาที่หายากมาก (0.0032%) กลายเป็น^226Acโปรแทคติ เนียม-230 ไม่พบในธรรมชาติเนื่องจากมีครึ่งชีวิตสั้นและไม่พบในสายการสลายตัวของ^235U , ^238Uหรือ^232Th

โปรแทคติเนียม-230 น่าสนใจในฐานะสารตั้งต้นของยูเรเนียม-230 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่ได้รับการพิจารณาสำหรับการใช้ในการบำบัดด้วยอนุภาคอัลฟาแบบกำหนดเป้าหมาย (TAT) สามารถผลิตได้โดยการฉายรังสีโปรตอนหรือดิวเทอรอนของธอร์เรียมธรรมชาติ^{[ 14 ]}

โปรแทคติเนียม-231 เป็นไอโซโทปของโปรแทคติเนียมที่มีอายุยืนยาวที่สุด^{[ 15 ]}โดยมีครึ่งชีวิต 32,760 ปี^{[ 16 ] [ 17 ]}ในธรรมชาติ พบในปริมาณเล็กน้อยเป็นส่วนหนึ่งของอนุกรมแอคติเนียม [ ^{17 ] [ 18 ] ซึ่งเริ่ม ต้น}ด้วยไอโซโทปดั้งเดิม ยูเรเนียม-235 ^{[ 19 ]}ความ เข้มข้น สมดุลในแร่ยูเรเนียมคือ 46.5 อะตอมของ²³¹ Pa ต่อ 1 ล้านอะตอมของ²³⁵ U ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เป็นหนึ่งใน แอคติไนด์กัมมันตรังสีที่มีอายุยืนยาวไม่กี่ชนิดที่ผลิตเป็นผลพลอยได้จากวงจรเชื้อเพลิงทอเรียม ที่คาดการณ์ไว้ [ ^{20 ]}อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา (n,2n) ที่^{นิวตรอน}เร็วจะกำจัดนิวตรอน ออก จาก²³² Thหรือ²³² Uและยังสามารถถูกทำลายได้ด้วยการจับนิวตรอนแม้ว่าภาคตัดขวางสำหรับปฏิกิริยานี้จะต่ำเช่นกัน

พลังงานยึดเหนี่ยว: 1759860 keV พลังงานการสลายตัวแบบเบตา: −382 keV

สปิน: 3/2− โหมดการสลายตัว: แอลฟาไปเป็น²²⁷ Ac และอื่นๆ

นิวไคล ด์ ต้นกำเนิดที่เป็นไปได้: เบต้าจาก^231Th , อีซีจาก^231U , อัลฟาจาก^235Np

โปรแทคติเนียม-233 ยังเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรเชื้อเพลิงทอเรียมด้วย มันเป็นผลิตภัณฑ์การสลายตัวแบบเบตาขั้นกลางระหว่างทอเรียม-233 (ที่ผลิตจากทอเรียม-232 ตามธรรมชาติโดยการจับนิวตรอน) และยูเรเนียม-233 (เชื้อเพลิงฟิสไซล์ของวัฏจักรทอเรียม) ^{[ 21 ]}การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์วัฏจักรทอเรียมบางแบบพยายามปกป้อง²³³ Pa จากการจับนิวตรอนเพิ่มเติม ทำให้เกิด²³⁴ Pa และ²³⁴ U ซึ่งไม่สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้

โปรแทคติเนียม-234เป็นสมาชิกของอนุกรมยูเรเนียมที่มีครึ่งชีวิต 6.70 ชั่วโมง ค้นพบโดยออตโต ฮาห์นในปี พ.ศ. 2464 ^{[ 22 ]}

โปรแทคติเนียม-234mเป็นสมาชิกของอนุกรมยูเรเนียมที่มีครึ่งชีวิต 1.17 นาที มันถูกค้นพบในปี 1913 โดยKazimierz FajansและOswald Helmuth Göhringซึ่งตั้งชื่อมันว่าbreviumเนื่องจากมีครึ่งชีวิตสั้น^{[ 23 ]}ปัจจุบันเชื่อกันว่าการสลายตัวทั้งหมดของธาตุแม่ธอร์เรียม-234จะสร้างไอโซเมอร์นี้^{[ 24 ]}และสถานะพื้นฐานถูกสังเกตเนื่องจากการสลายตัวของ IT (ที่มองไม่เห็น) โปรแทคติเนียม-234m มีมวลเท่ากัน (จำนวนโปรตอนและนิวตรอนเท่ากัน) กับโปรแทคติเนียม-234 ความแตกต่างที่มองเห็นได้มีเพียงครึ่งชีวิตที่ไม่เหมือนกัน โดยโปรแทคติเนียม-234m มีอายุขัยสั้นกว่าอย่างเห็นได้ชัด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ไอโซเมริ ซึมนิวเคลียร์^{[ 25 ]}