L’existence du prométhium a été prédite par Bohuslav Brauner, un chimiste tchèque, en 1902. Plusieurs groupes ont prétendu avoir produit l’élément, mais ils n’ont pas pu confirmer leurs découvertes en raison de la difficulté de séparer le prométhium des autres éléments. La preuve de l’existence du prométhium a été obtenue par Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin et Charles D. Coryell en 1944. Trop occupés par la recherche liée à la défense pendant la Seconde Guerre mondiale, ils n’ont revendiqué leur découverte qu’en 1946., Ils ont découvert le prométhium en analysant les sous-produits de la fission de l’uranium qui ont été produits dans un réacteur nucléaire situé aux laboratoires Clinton à Oak Ridge, Tennessee. Aujourd’hui, Clinton Laboratories est connu sous le nom de Oak Ridge National Laboratory.
aujourd’hui, le prométhium est encore récupéré des sous-produits de la fission de l’uranium. Il peut également être produit en bombardant le néodyme-146 avec des neutrons. Néodyme-146 devient néodyme-147 lorsqu’il capture un neutron. Néodyme-147, avec une demi-vie de 11 jours, se désintègre en prométhium-147 par désintégration bêta., Le prométhium ne se produit pas naturellement sur terre, bien qu’il ait été détecté dans le spectre d’une étoile de la constellation D’Andromède.
l’isotope le plus stable du prométhium, le prométhium-145, a une demi-vie de 17,7 ans. Il se désintègre en néodyme-145 par capture électronique.
Le prométhium pourrait être utilisé pour fabriquer une batterie à énergie nucléaire. Ce type de batterie utiliserait les particules bêta émises par la désintégration du prométhium pour produire un phosphore dégageant de la lumière. Cette lumière serait ensuite convertie en électricité par un dispositif similaire à une cellule solaire., On s’attend à ce que ce type de batterie puisse fournir de l’énergie pendant cinq ans.