Pin
Send
Share
Send


Техникум (химиялық белгі Тк, атом нөмірі 43) - күміс сұр, радиоактивті, кристалды металл. Оның көрінісі платинаға ұқсас, бірақ оны әдетте сұр ұнтақ ретінде алады. Оның қысқа өмір сүретін изотопы 99мTc ядролық медицинада көптеген диагностикалық зерттеулер үшін қолданылады. 99Tc бета-бөлшектердің гамма-сәулесіз көзі және оның пертехнетаты ионы ретінде қолданылады (TcO)4-болатты коррозияға қарсы анодты ингибитор ретінде қолдануы мүмкін.

Элемент табылмас бұрын 43-ші элементтің көптеген қасиеттерін Дмитрий Менделеев болжаған. Менделеев өзінің мерзімді кестесіндегі олқылықты атап өтті және элементті атады экамандықтар. 1937 жылы оның изотопы 97Tc жасанды түрде өндірілген алғашқы элемент болды, сондықтан оның атауы (грек тілінен) τεχνητος, мағынасы «жасанды»). Жер бетінде өндірілген көптеген технетий уран-235 уран реакторларындағы бөлінудің жанама өнімі және ядролық отын өзектерінен алынады. Технетийдің изотоптарының біреуінің жартылай шығарылу кезеңі 4,2 ​​миллион жылдан асады (981952 жылы оның қызыл алыптармен анықталуы жұлдыздардың ауыр элементтер шығара алатындығы туралы теорияны нығайтуға көмектесті. Жер бетінде технетий табиғи түрде уран рудасында стихиялық ыдырау нәтижесінде немесе молибден кендеріне нейтрон түсіру нәтижесінде болады; шамалар минуттық, бірақ өлшенген.

Пайда болуы және өндірісі

Технетий тұрақсыз болғандықтан, уранның өздігінен ыдырау өнімі ретінде жер қыртысында тек минуттық іздер болады. 1999 жылы Дэвид Кертис (жоғарыдан қараңыз) уранның бір килограмында 1 нанограмма бар деп есептеді (1 × 10)−9 ж) технетий.1 Жерден тыс технетий кейбір қызыл алып жұлдыздарда (S-, M- және N-типтері) табылды, олар осы элементтің болуын көрсететін спектрінде сіңіру сызығын қамтиды.2

Табиғи сирек кездесетін табиғи жағдайдан айырмашылығы, жыл сайын пайдаланылатын ядролық отындық шыбықтардан құрамында әртүрлі бөлшектеу өнімдері бар технетий-99 көлемді мөлшері шығарылады. Сирек кездесетін уран-235 уранның бір ядролық реакторларда бір граммның бөлінуі 27 мг құрайды 99Тк, технетийге бөліну кірістілігі 6,1%.3 Басқа ыдырайтын изотоптар да технетийдің ұқсас нәтижелерін береді.4

1994 жылға дейін ядролық реакторларда шамамен 49000 ТБк (78 метрикалық тонна) технетий өндірілді, бұл жер үсті технетийінің негізгі көзі болып табылады.5 Алайда өндірістің тек бір бөлігі ғана коммерциялық мақсатта қолданылады. 2005 жылдан бастап, Технетий-99 ORNL рұқсатының иелері үшін 83 АҚШ доллары / г плюс буып-түю құны үшін қол жетімді.6

Пайдаланылған ядролық отыннан технетий-99 нақты өндірісі ұзақ процесс. Отынды қайта өңдеу кезінде ол жоғары радиоактивті сұйық қалдықта пайда болады. Бірнеше жыл отырғаннан кейін, радиоактивтілік ұзақ өмір сүретін изотоптарды, оның ішінде технетий-99 алу мүмкін болатын деңгейге жетті. Бірнеше химиялық экстракция процестері жоғары тазалығы бар мететий-99 металымен қолданылады.4

Мета тұрақты (ядро қозған күйде болатын) изотоп 99мTc ядролық реакторлардағы уран немесе плутонийдің бөлінуінен бөлінетін өнім ретінде өндіріледі. Пайдаланылған отынды қайта өңдеуден бұрын бірнеше жыл тұруға рұқсат етілгендіктен, барлығы 99Мо және 99мТк ыдырау өнімдері кәдімгі ядролық өңдеуде негізгі актинидтерден бөлінген кезде ыдырайтын болады. PUREX рафинаты құрамында TcO сияқты технетийдің жоғары концентрациясы болады4- бірақ мұның бәрі дерлік болады 99Тк. Олардың басым көпшілігі 99мМедициналық жұмыста қолданылатын т.с. 99Нейтронның активтенуі нәтижесінде пайда болатын Mo 98П. 99Мо жартылай шығарылу кезеңі 67 сағатты құрайды, сондықтан қысқа өмір сүреді 99мОның ыдырауынан болатын Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 6 сағат) үнемі өндіріліп отырады.7 Содан кейін аурухана химиялық жолмен ерітіндіден технетий-99 м генераторын («технетий сиыры») қолданып шығарады.

Қалыпты технетий сиыры - бұл глиноземалық баған, оның құрамында молибден бар, өйткені алюминийде нейтронның көлденең қимасы бар, алюминий бағанасы белсенді емес болуы мүмкін. 98Технологиялық сиырға радиоактивті колонна жасау үшін Мо нейтронмен сәулеленуі мүмкін.8 Осылайша жұмыс жасай отырып, бөлшектелген өнім қоспасынан молибденді бөліп алу үшін қажет болатын химиялық қадамдардың қажеті жоқ. Балама әдіс ретінде, байытылған уран нысанын қалыптастыру үшін нейтрондармен сәулелендіруге болады 99Мо бөлу өнімі ретінде.9

Басқа технетий изотоптары бөліну арқылы айтарлықтай мөлшерде өндірілмейді; қажет болған жағдайда олар ата-аналық изотоптардың нейтрондық сәулеленуімен өндіріледі (мысалы, 97Тк нейтрондық сәулелену арқылы жасалуы мүмкін 96Ru).

Радиоактивті қалдықтардың бөлігі

Уран-235 және плутоний-239 екеуінің де ядролық бөлінуінің өнімі ретіндегі Технетий-99 өнімі қалыпты болғандықтан, ол бөліну реакторларының радиоактивті қалдықтарында болады және бөлу бомбасы жарылған кезде шығарылады. Қоршаған ортада жасанды түрде өндірілген технетийдің мөлшері оның табиғи жағдайынан едәуір көп. Бұл атмосфералық ядролық сынақтардың шығарылуымен және жоғары деңгейлі радиоактивті қалдықтарды өңдеумен байланысты. Технциум-99 ядролық қалдықтардың жоғары құрамдылығына және жартылай шығарылу мерзімінің салыстырмалы түрде жоғары болуына байланысты ядролық қалдықтардың негізгі компоненттерінің бірі болып табылады. Оның жұмсалған отынның санына шаққандағы ыдырауы шамамен 10-ға тең4 10-ға дейін6 ядролық қалдықтар пайда болғаннан кейінгі жылдар.5

1994 жылға дейінгі атмосфералық ядролық сынақтар нәтижесінде шамамен 160 ТБ (250 кг) технетий-99 қоршаған ортаға шығарылды.5 1986 жылға дейін қоршаған ортаға шығарылған ядролық реакторлардан алынған технетий-99 мөлшері, ең алдымен, ядролық отынды қайта өңдеу арқылы 1000 ТБт (шамамен 1600 кг) шамасында болады деп есептеледі; оның көп бөлігі теңізге жіберілді. Соңғы жылдары қайта өңдеу әдістері шығарындыларды азайту үшін жақсарды, бірақ 2005 жылдан бастап технетий-99-ны қоршаған ортаға алғашқы шығаруы Sellafield зауыты болып табылады, ол 1995-1999 жж. Шамамен 550 ТБ (900 кг) Ирландияға шығарды. Теңіз. 2000 жылдан бастап бұл мөлшер реттеумен жылына 90 ТБк (шамамен 140 кг) шектелді.10

Ядролық отынды қайта өңдеудің нәтижесінде технетий теңізге бірнеше жерлерде шығарылды, ал кейбір теңіз өнімдерінде ұсақ, бірақ өлшенетін мөлшер бар. Мысалы, Кумбрияның батысындағы лобстта аз мөлшерде технетий бар.11 Анаэробты, спора түзуші бактериялар Клостридий тектілер Tc (VII) деңгейін Tc (IV) дейін төмендетуге қабілетті. Клостридия бактериялар темірдің, марганецтің және уранның азаюында рөл атқарады, осылайша топырақ пен шөгінділерде осы элементтердің ерігіштігіне әсер етеді. Олардың технетийді төмендету қабілеті Tc өндірістік қалдықтарындағы және басқа жер қойнауындағы қозғалғыштығының көп бөлігін анықтауы мүмкін.12

Технетий-99 ұзақ жартылай шығарылу кезеңі және оның анионды түрді қалыптастыру қабілеті оны жасайды (сонымен бірге) 129I) жоғары деңгейлі радиоактивті қалдықтарды ұзақ мерзімге тастау мәселесін қарастыру кезінде үлкен алаңдаушылық. Сонымен қатар, қайта өңдеу зауыттарындағы орта активті технологиялық ағындардан бөліну өнімдерін шығаруға арналған көптеген процестер цезий сияқты катиондық түрлерді жоюға арналған (мысалы, 137Және стронций (мысалы, 90Sr) анықтайды. Демек, пертехинат осы емдеу процестерінен өте алады. Кәдеге жаратудың қазіргі нұсқалары геологиялық тұрақты тау жыныстарына көмуді жақтайды. Мұндай ағымның негізгі қауіптілігі - бұл қалдықтар сумен байланысып, қоршаған ортаға радиоактивті ластануды тудыруы мүмкін. Аниондық пертехинат пен йодид минералдардың бетіне сіңірілу қабілетсіз, сондықтан олардың қозғалғыштығы жоғары болады. Салыстыру үшін плутоний, уран және цезий топырақ бөлшектерімен байланысуға әлдеқайда қабілетті. Осы себепті, технетийдің экологиялық химиясы белсенді зерттеу бағыты болып табылады. Жоюдың балама әдісі, трансмутрация CERN-де texnetium-99 үшін көрсетілді. Бұл трансмутациялық процесс - бұл технетий (99Tc металды нысана ретінде) нейтрондармен бомбаланып, тірі қалатындар түзіледі 100Бета рутенийге дейін ыдырайтын Tc (жартылай шығарылу мерзімі = 16 секунд) (100Ru). Бұл процесстің бір кемшілігі - өте таза технетий нысанасының қажеттілігі, ал басқа бөлу өнімдерінің кішкентай іздері, егер кішкентай актинидтердің (из америкий және курий сияқты) кішкентай іздері болса, сәулелендірілген нысананың белсенділігін сәл арттыруы мүмкін. нысана, содан кейін олар бөліну өнімдерін қалыптастыру үшін бөлшектенуі мүмкін. Осылайша аз белсенділігі мен шамалы актинидтердің мөлшері сәулелендірілген нысанда радиоактивтіліктің өте жоғары деңгейіне әкеледі. Қалыптасуы 106Ru (жарты өмір 374 күн) жаңа бөліну рутенийдің соңғы металының белсенділігін арттыруы мүмкін, ол рутенийді қолданар алдында сәулеленуден кейін ұзақ уақыт салқындатуды қажет етеді.

Тарих

Алдын-ала іздеу

Дмитрий Менделеев технетийдің қасиеттерін ол ашылмай тұрып болжады.

Бірнеше жылдар бойы периодтық кестеде молибден (42-элемент) және рутений (44-элемент) арасындағы алшақтық болды. Көптеген алғашқы зерттеушілер бірінші болып жетіспейтін элементті табуға және атауға ұмтылды; оның кестеде орналасуы басқа ашылмаған элементтерге қарағанда оңай табылуы керек деп ұсынды. Ол алғаш рет 1828 жылы платина кендерінен табылған деп ойлады. Бұл атау берілді полиниум бірақ бұл таза емес иридиум болып шықты. Содан кейін 1846 жылы элемент ильмений табылған деп мәлімдеді, бірақ таза ниобий екені анықталды. Бұл қателік 1847 жылы «ашылуымен» қайталанды пелопий.13 Дмитрий Менделеев бұл жетіспейтін элемент басқа болжамдардың бөлігі ретінде химиялық тұрғыдан марганецке ұқсас болады деп болжап, оған экаманган деп атады.

1877 жылы орыс химигі Серж Керн платина рудасында жетіспейтін элементті тапқаны туралы хабарлады. Керн жаңа элемент деп ойлаған нәрсені атады давюм, Ағылшын химигі сэр Хамфри Дэвиден кейін, бірақ иридий, родий және темір қоспасы екендігі анықталды. Басқа кандидат, люкс, 1896 жылы қабылданды, бірақ ол иттриум болатыны анықталды. Содан кейін 1908 жылы жапон химигі Масатака Огава минералды торианитте дәлелдеме тауып, оның пікірінше, бұл 43-элементтің болуын көрсетеді. Огава элементті атады. ниппоний, Жапониядан кейін (бұл Ниппон жапон тілінде). Кейінгі анализде ренийдің бар екендігі анықталды (75-элемент), бірақ 43-ші элемент емес.1413

Дау жоқ 1925 ж

Неміс химиктері Вальтер Ноддак, Отто Берг және Ида Такке (кейінірек Ноддак ханым) 19 элементтің 43 ашылғаны туралы хабарлады және оны атады масурий (Пруссияның шығысындағы Масуриядан кейін).14 Топ рентгендік дифракциялық спектрограммаларды зерттеу арқылы колумбитті электронды сәулемен және дедукцияланған 43 элементімен бомбалады. Шығарылған рентген сәулелерінің толқын ұзындығы Генри Мозелидің 1913 жылы шығарған формула бойынша атомдық санмен байланысты. Команда 43 элемент шығарған толқын ұзындығында әлсіз рентгендік сигналды анықтады деп мәлімдеді. Қазіргі эксперименттер бұл жаңалықты қайталай алмады. , және іс жүзінде ол көптеген жылдар бойы қате ретінде жұмыстан шығарылды.1516

1998 жылы бұл жұмыстан босату туралы сұрақ қозғала бастады. Ұлттық стандарттар және технологиялар институтының Джон Т. Армстронг эксперименттерді компьютерлік модельдеуді жүргізді және алынған нәтижелерді 1925 ж. Командасының мәліметіне жақын; Лос-Аламос ұлттық зертханасында Дэвид Кертис жариялаған жұмыс Технеттің табиғи (ұсақ) табиғи құбылысын өлшейтін жұмысымен расталды.15 1925 жылғы команда 43-ші элементті тапты ма, жоқ па деген пікірталас әлі де бар.

Ресми ашылу және кейінгі тарих

43-ші элементтің ашылуы әдеттегідей 1937 жылы Сицилияда Карло Перьер және Эмилио Сегрье өткізген экспериментке тағайындалған. Палермо университетінің зерттеушілері технетий изотопын тапты 97Сегреге Эрнест Лоуренстен бір жыл бұрын берілген молибденнің үлгісінде (Сегре 1936 жылдың жазында Берклиге келген).14 Үлгі бұдан бұрын бірнеше ай бойына Калифорния университетінде Беркли циклотронында дейтерий ядроларымен бомбаланған болатын.17 Палермо университетінің шенеуніктері оларды өздерінің ашылуларына ат қоюға мәжбүрлеуге тырысты панормий, Палермо деген латын атауынан кейін, Панормус. Зерттеушілер грек сөзінен кейін 43 элементті атады техник, «жасанды» деген мағынаны білдіреді, өйткені ол жасанды түрде шығарылатын алғашқы элемент болды.14

1952 жылы Калифорния астрономы Пол В. Меррилл S-типті қызыл алыптардың сәулесінен технетийдің спектрлік қолтаңбасын анықтады (атап айтқанда 403.1 нм, 423.8 нм, 426.8 нм және 429.7 нм).4 Өмірінің соңына жақын массивтік жұлдыздар осы қысқа өмір сүретін элементке бай болды, сондықтан жұлдыздардың ішіндегі ядролық реакциялар оны тудыруы керек. Бұл дәлелдер ауыр элементтердің нуклеосинтезі жүретін жерде жұлдыздар болатындығы туралы сол кездегі дәлелденбеген теорияны бекіту үшін қолданылды.18 Жақында мұндай бақылаулар элементтердің s-процесінде нейтронды ұстап қалу нәтижесінде пайда болатындығын дәлелдеді.4

Ол ашылғаннан бері табиғи материалдар үшін жер үсті материалдарынан көптеген іздеулер жүргізілді. 1962 жылы Техетий-99 оқшауланып, Бельгиялық Конгодан өте аз мөлшерде (шамамен 0,2 нг / кг) анықталды;4 ол уран-238 өздігінен ыдырау өнімі ретінде пайда болады. Бұл жаңалықты Б.Т. Кенна және П.К. Курода.19 Сондай-ақ Oklo табиғи ядролық ыдырау реакторында рутений-99-ға дейін ыдырайтын технетий-99 көп мөлшерде өндірілгендігі туралы деректер бар.4

Белгілі сипаттамалары

Технетий - бұл марганец пен рений арасындағы кезеңдік кестенің 7 тобында (бұрынғы 7В тобы) орналасқан металл. Периодтық заң бойынша, оның қасиеттері марганец пен ренийдің арасындағы аралық болып табылады. Сонымен қатар, ол молибден мен рутений арасындағы 5 кезеңнің бөлігі.

Бұл элемент жеңіл элементтер арасында ерекше, өйткені оның тұрақты изотоптары жоқ, сондықтан Жер бетінде сирек кездеседі. Технетий табиғи биологиялық рөл атқармайды және әдетте адам ағзасында кездеспейді.

Технетийдің металды формасы ылғал ауада баяу жыртылады. Оның оксидтері - TcO2 және Tc2О7. Тотығу жағдайында технетий (VII) пернетнетат ионы, TcO түрінде болады4-.20 Технетийдің жалпы тотығу күйіне 0, +2, +4, +5, +6 және +7 кіреді.21 Ұнтақ түрінде болғанда, технетий оттегімен жанады.22 Ол аква региясында, азот қышқылында және концентрацияланған күкірт қышқылында ериді, бірақ ол тұз қышқылында ерімейді. Ол 363 нм, 403 нм, 410 нм, 426 нм, 430 нм және 485 нм-ге тән спектрлік сызықтарға ие.23

Металл формасы сәл парамагнитті, бұл оның магниттік диполдары сыртқы магниттік өрістерге сәйкес келеді, дегенмен техницум әдетте магнитті емес.24 Металлдың кристалды құрылымы алтыбұрышты тығыз оралған. Таза металлды бір кристалды технетий II-ші түрге айналады 7,46 К; тұрақты емес кристалдар мен микроэлементтер бұл температураны 99,9% таза технетий ұнтағы үшін 11,2 К дейін көтереді.4 Осы температураның астында техетий өте жоғары магниттік тереңдікке ие, ниобийден басқа элементтердің ішіндегі ең үлкені.25

Технетий ядролық ыдырау нәтижесінде аз мөлшерде шығарылады және көптеген радионуклидтерге қарағанда оңай таралады. Оның жануарлар мен адамдардағы уыттылығын түсінудің маңыздылығына қарамастан, тәжірибелік дәлелдер аз. Оның төмен химиялық уыттылығы, тіпті төменгі радиологиялық уыттылығы бар сияқты.4

Зертханалық жағдайда жұмыс жасағанда, барлық мететий изотоптарын мұқият қарау керек. Ең көп кездесетін изотоп, технетий-99 - әлсіз бета эмитенті; мұндай радиация лабораториялық шыны ыдыстың қабырғаларында тоқтайды. Бета бөлшектері тоқтаған кезде жұмсақ рентген сәулелері шығарылады, бірақ денені 30 см-ден артық қашықтықта ұстаған кезде, олар ешқандай қиындық туғызбайды. Технетиймен жұмыс істеу кезіндегі басты қауіп - шаңды деммен жұту; өкпеде мұндай радиоактивті ластану қатерлі ісік қаупін тудыруы мүмкін. Көптеген жұмыс үшін түтін сорғышты ұқыпты пайдалану жеткілікті; қолғап қорап қажет емес.4

Изотоптар

Технетий - алғашқы 82-де тұрақты изотоптары жоқ екі элементтің бірі. Осындай басқа элемент - прометий.26 Ең тұрақты радиоизотоптар 98Tc (жартылай ыдырау уақыты 4,2 млн.), 97Tc (жартылай ыдырау мерзімі: 2,6 млн) және 99Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 211,1 кА).27

Басқа жиырма екі радиоизотоптар 87.933 у (88Tc) - 112,931 у (дейін)113Тк). Олардың көпшілігінің жартылай шығарылу кезеңі бір сағатқа жетпейді; ерекшеліктер 93Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 2,75 сағат), 94Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 4,883 сағат), 95Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 20 сағат), және 96Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 4,28 күн).27

Сондай-ақ, Технологияда көптеген мета күйлер бар. 97мТк - ең тұрақты, жартылай ыдырау мерзімі 90,1 күн (0,097 МэВ). Осыдан кейін 95мTc (жартылай шығарылу мерзімі: 61 күн, 0,038 МэВ), және 99мTc (жартылай шығарылу кезеңі: 6,01 сағат, 0.143 МэВ). 99мTc тек кейіннен ыдырайтын гамма сәулелерін шығарады 99Тк.27

Тұрақты изотоптарға қарағанда жеңіл изотоптар үшін, 98Tc, ыдыраудың бастапқы режимі - электронды ұстап, молибден береді. Неғұрлым ауыр изотоптар үшін бастапқы режим бета-эмиссия болып табылады, рутений береді, қоспағанда. 100Tc бета-сәуле шығарумен де, электронды тартып алумен де ыдырауы мүмкін.2728

Технетий-99 - бұл кең таралған және тез қол жетімді изотоп, өйткені уран-235 бөлінуінің негізгі өнімі болып табылады. Бір грамм 99Tc 6,2 × 10 шығарады8 секундына ыдырауы (яғни, 0,62 ГБк / г).29

Технетий изотоптарының тұрақтылығы

Технетий мен прометий жарық элементтерінің ішінде ерекше, оларда тұрақты изотоптар жоқ. Мұның себебі біршама күрделі.

Атом ядроларына арналған сұйықтықтың түсу моделін қолдана отырып, ядроның байланысу энергиясының жартылай тәжірибелік формуласын алуға болады. Бұл формула «бета тұрақтылық аңғарын» болжайды, ондағы нуклидтер бета ыдырауға ұшырамайды. Алқаптың «қабырғаларын көтеретін» нуклидтер бета ыдырау арқылы орталыққа қарай ыдырауға бейім (электронды шығару, позитрон шығару немесе электронды басып). Нуклондардың белгіленген саны үшін A, Байланыстыратын энергия бір немесе бірнеше параболаларға түседі, оның түбінде ең тұрақты нуклид болады. Протондардың саны мен жұп саны нейтрондардың изотоптары нейтрондардың тақ саны мен тақ протондардың изотоптарына қарағанда тұрақты болады, өйткені олардың саны бірнеше параболадан аспауы керек. Бір бета ыдырауы содан кейін екіншісіне айналады. Тек бір парабола болған кезде, сол параболада бір ғана тұрақты изотоп болуы мүмкін. Екі парабола болған кезде, яғни нуклондар саны жұп болған кезде, нейтрондардың тақ саны мен протондардың тақ саны бар тұрақты ядроның болуы мүмкін (сирек) (бұл тек төрт жағдайда болады) . Алайда, егер бұл орын алса, нейтрондардың саны мен протондардың саны тұрақты болатын изотоптар болмайды.

Технетий үшін (Z= 43), бета тұрақтылық аңғары шамамен 98 нуклонға орналасқан. Алайда 95-тен 102-ге дейінгі нуклондардың әр саны үшін молибденнің, кем дегенде, бір тұрақты нуклиді бар (Z= 42) немесе рутений (Z= 44). Нуклондардың тақ саны бар изотоптар үшін бұл дереу тұрақты технетий изотопын жоққа шығарады, өйткені нуклондардың тақ тақ саны бар тек бір тұрақты нуклид болуы мүмкін. Тіпті нуклон саны аз изотоптар үшін, протонидің тақ саны протон болғандықтан, кез-келген изотопта тақ нейтрондар да болуы керек. Мұндай жағдайда нуклон саны бірдей және протондар саны бірдей тұрақты нуклидтің болуы тұрақты ядроның болу мүмкіндігін жоққа шығарады.30

Изотоптар

Технетий - алғашқы 82-де тұрақты изотоптары жоқ екі элементтің бірі. Осындай басқа элемент - прометий.31 Ең тұрақты радиоизотоптар 98Tc (жартылай ыдырау уақыты 4,2 млн.), 97Tc (жартылай ыдырау мерзімі: 2,6 млн) және 99Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 211,1 кА).27

Басқа жиырма екі радиоизотоптар 87.933 у (88Tc) - 112,931 у (дейін)113Тк). Олардың көпшілігінің жартылай шығарылу кезеңі бір сағатқа жетпейді; ерекшеліктер 93Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 2,75 сағат), 94Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 4,883 сағат), 95Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 20 сағат), және 96Tc (жартылай шығарылу кезеңі: 4,28 күн).27

Сондай-ақ, Технологияда көптеген мета күйлер бар. 97мТк - ең тұрақты, жартылай ыдырау мерзімі 90,1 күн (0,097 МэВ). Осыдан кейін 95мTc (жартылай шығарылу мерзімі: 61 күн, 0,038 МэВ), және 99мTc (жартылай шығарылу кезеңі: 6,01 сағат, 0.143 МэВ). 99мTc тек кейіннен ыдырайтын гамма сәулелерін шығарады 99Тк.27

Тұрақты изотоптарға қарағанда жеңіл изотоптар үшін, 98Tc, ыдыраудың бастапқы режимі - электронды ұстап, молибден береді. Неғұрлым ауыр изотоптар үшін бастапқы режим бета-эмиссия болып табылады, рутений береді, қоспағанда. 100Tc бета-сәуле шығарумен де, электронды тартып алумен де ыдырауы мүмкін.2732

Технетий-99 - бұл кең таралған және тез қол жетімді изотоп, өйткені уран-235 бөлінуінің негізгі өнімі болып табылады. Бір грамм 99Tc 6,2 × 10 шығарады8 секундына ыдырауы (яғни, 0,62 ГБк / г).33

Технетий изотоптарының тұрақтылығы

Технетий мен прометий жарық элементтерінің ішінде ерекше, оларда тұрақты изотоптар жоқ. Мұның себебі біршама күрделі.

Атом ядроларына арналған сұйықтықтың түсу моделін қолдана отырып, ядроның байланысу энергиясының жартылай тәжірибелік формуласын алуға болады. Бұл формула «бета тұрақтылық аңғарын» болжайды, ондағы нуклидтер бета ыдырауға ұшырамайды. Алқаптың «қабырғаларын көтеретін» нуклидтер бета ыдырау арқылы орталыққа қарай ыдырауға бейім (электронды шығару, позитрон шығару немесе электронды басып). Нуклондардың белгіленген саны үшін A, Байланыстыратын энергия бір немесе бірнеше параболаларға түседі, оның түбінде ең тұрақты нуклид болады. Протондардың саны мен жұп саны нейтрондардың изотоптары нейтрондардың тақ саны мен тақ протондардың изотоптарына қарағанда тұрақты болады, өйткені олардың саны бірнеше параболадан аспауы керек. Бір бета ыдырауы содан кейін екіншісіне айналады. Тек бір парабола болған кезде, сол параболада бір ғана тұрақты изотоп болуы мүмкін. Екі парабола болған кезде, яғни нуклондар саны жұп болған кезде, нейтрондардың тақ саны мен протондардың тақ саны бар тұрақты ядроның болуы мүмкін (сирек) (бұл тек төрт жағдайда болады) . Алайда, егер бұл орын алса, нейтрондардың саны мен протондардың саны тұрақты болатын изотоптар болмайды.

Технетий үшін (Z= 43), бета тұрақтылық аңғары шамамен 98 нуклонға орналасқан. Алайда 95-тен 102-ге дейінгі нуклондардың әр саны үшін молибденнің, кем дегенде, бір тұрақты нуклиді бар (Z= 42) немесе рутений (Z= 44). Нуклондардың тақ саны бар изотоптар үшін бұл дереу тұрақты технетий изотопын жоққа шығарады, өйткені нуклондардың тақ тақ саны бар тек бір тұрақты нуклид болуы мүмкін. Тіпті нуклон саны аз изотоптар үшін, протонидің тақ саны протон болғандықтан, кез-келген изотопта тақ нейтрондар да болуы керек. Мұндай жағдайда нуклон саны бірдей және протондар саны бірдей тұрақты нуклидтің болуы тұрақты ядроның болу мүмкіндігін жоққа шығарады.34

Қолданбалар

Ядролық медицина

99мTc («м» бұл метамикалық ядролық изомер екенін білдіреді) радиоактивті изотоптың медициналық сынақтарында қолданылады, мысалы, медициналық жабдық денеде анықтай алатын радиоактивті іздеуші ретінде.35 Ол рөлге жақсы сәйкес келеді, өйткені ол анықталатын 140 кэВ гамма сәулесін шығарады, ал оның жартылай шығарылу кезеңі 6,01 сағатты құрайды (демек, оның он бес алтыншы бөлігі ыдырайды) 99Тәулік ішінде).36 Клаус Швоучаудың кітабы Техникум негізінде 31 радиофармацевтикалық препараттардың тізімі берілген 99мМи, миокард, қалқанша без, өкпе, бауыр, өт қабы, бүйрек, қаңқа, қан мен ісіктерді бейнелеу және функционалды зерттеуге арналған ТК.

Иммуноскцинтиграфия құрамына кіреді 99мТК моноклоналды антиденеге, иммундық жүйенің ақуызына, қатерлі ісік жасушаларына байланыстыра алады. Инъекциядан бірнеше сағат өткен соң, медициналық қондырғылар сәуле шығаратын гамма сәулелерін анықтауға арналған 99мТк; жоғары концентрация ісіктің қай жерде екенін көрсетеді. Бұл әдіс әсіресе ішекке әсер ететін қатерлі ісік ауруын анықтау үшін пайдалы. Бұл модификацияланған антиденелерді «Scintium» атауымен Hoechst неміс компаниясы сатады.37

Қашан 99мТц қалайы қосындысымен біріктіріліп, ол эритроциттермен байланысады, сондықтан оны қан айналымы жүйесінің бұзылуын картографиялау үшін қолдануға болады. Ол көбінесе асқазан-ішек жолынан қан кететін жерлерді анықтау үшін қолданылады. Пирофосфат ионы 99мТК зақымданған жүрек бұлшықетіндегі кальций мөлшерін ұстайды, бұл инфаркттан кейін зақымдануды өлшеуге пайдалы.38 Күкірт коллоиді 99мТк көкбауырмен тазаланады, бұл көкбауырдың құрылымын бейнелеуге мүмкіндік береді.39

Тс-99м диагностикалық емге байланысты радиациялық әсер аз болуы мүмкін. Әзірге 99мTc өте радиоактивті (аз мөлшерде оңай табуға мүмкіндік береді) қысқа жартылай ыдырау кезеңіне ие, содан кейін ол аз радиоактивті күйге түседі 99Тк. Осы медициналық сынақтарда (әдетте пертехнетат) жүргізілген түрінде екі изотоптар денеден тез арада жойылады, әдетте бірнеше күн ішінде.38

Индустриялық

Технетий-99 толықтай дерлік аз энергиямен және ілеспе гамма-сәулелерсіз бета бөлшектерін шығаратын бета-ыдырау әдісімен ыдырайды. Сонымен қатар, оның жартылай шығарылу кезеңі уақыт өте келе бұл шығарылым өте баяу төмендейтінін білдіреді. Сонымен қатар оны жоғары химиялық және радиоактивті қалдықтардан изотоптық тазалыққа шығаруға болады. Осы себептерге байланысты, бұл жабдықты калибрлеу үшін қолданылатын NIST стандартты бета эмитенті.4

95мЖартылай шығарылу кезеңі 61 күн, Tc радиоактивті іздеуші ретінде қоршаған ортадағы және өсімдіктер мен жануарлар жүйелеріндегі технетийдің қозғалысын зерттеу үшін қолданылады.4

Рений және палладий сияқты, технетий катализатор ретінде қызмет ете алады. Кейбір реакциялар үшін, мысалы изопропил спиртінің дегидрленуі, рений мен палладийге қарағанда анағұрлым тиімді катализатор болып табылады. Әрине, оның радиоактивтілігі қауіпсіз қосымшаларды іздеудегі үлкен проблема болып табылады.4

Белгілі бір жағдайларда кішкентай шоғырлану (5 × 10)−5 судағы пернетнетат ионының темір мен көміртекті болаттарын коррозиядан қорғайды. Осы себепті, пертехнетат болат үшін коррозияның анодты ингибиторы ретінде пайдаланылуы мүмкін, дегенмен, технетийдің радиоактивтілігі проблема тудырады. Кезінде (мысалы) CrO42− сонымен қатар коррозияны тежей алады, ол концентрациядан он есе көп талап етеді. Бір тәжірибеде сынақ үлгісі 20 жыл бойы пертехнетаттың сулы ерітіндісінде сақталған және әлі де өңделмеген. Пертехнетит коррозияға жол бермейтін механизм жақсы түсінілмеген, бірақ жұқа беткі қабаттың түзілуімен байланысты. Бір теория бойынша, пертехнетат болаттың бетімен әрекеттесіп, одан әрі коррозияны болдырмайтын технетий диоксиді қабатын құрайды; дәл сол әсер темір ұнтағын пертехнетатты судан кетіру үшін қолдануға болатындығын түсіндіреді. (Активтендірілген көмірді де сол әсер үшін қолдануға болады.) Пертехнетат концентрациясы минималды концентрациядан төмен түссе немесе басқа иондардың концентрациясы тым жоғары болса, әсер тез жоғалады. Технетийдің радиоактивті табиғаты (қажет болған концентрацияда литріне 3 МБк) бұл коррозияға қарсы қорғауды барлық жағдайларда мүмкін емес етеді. Соған қарамастан, қайнаған су реакторларында пайдалану үшін пернехнетаттар иондары арқылы коррозиядан қорғау ұсынылған (бірақ ешқашан қабылданбайды).4

Технетий-99 сонымен қатар оптольектрлік ядролық батареяларда қолдануға ұсынылды. 99Tc-тің бета ыдырау электрондары эксимер қоспасын қоздырады, ал жарық фотоэлементтерге қуат береді. Батарея эксгимер аргон / ксенон қоспасынан тұрады, ол ішкі бөлінген беті бар, қысыммен ыдыста, майда бөлінген. 99Эксцимерге бейімделетін жолақты таңғышпен фотокеллді жарықтандыратын үзіліссіз ультрадыбыстық араластырғыш. Егер қысым жасайтын ыдыста көміртек талшығы / эпокси болса, салмақтың қуатқа қатынасы жанармай бактары бар ауамен дем алатын қозғалтқышпен салыстырылады.

Ескертпелер

  1. History «Тарих элементі» 2-параграф Табиғаттың құрылыс блоктары. 423,
  2. LANL Мерзімді кесте, «Технетий» 1 параграф
  3. Химиялық элементтер энциклопедиясы, «Технетийдің қайнар көздері» 1-параграф, 690
  4. 4.00 4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 4.10 4.11 4.12 Клаус Швохау. Технетий: Химия және радиофармацевтикалық қосымшалар. (Wiley-VCH, 2000. ISBN 3527294961)
  5. 5.0 5.1 5.2 Йошихара және Т. Омори, (ed.) Қоршаған ортадағы технетий. сериясында Қазіргі химиядағы тақырыптар: Т

    Pin
    Send
    Share
    Send