Tecnecio

Tecnecio
43 Tc
Minnesota ↑ Tc ↓ Re Tabla peri??dica molibdeno ← tecnecio → rutenio
Apariencia
metal gris brillante
Propiedades generales
Nombre, s??mbolo, n??mero	tecnecio, Tc, 43
Pronunciaci??n	/ t ɛ k n yo ʃ yo əm / tek- NEE -shee-əm
Categor??a Elemento	metal de transici??n
Grupo, per??odo, bloque	7, 5, d
Peso at??mico est??ndar
Configuraci??n electr??nica	[ Kr ] 4d 5 5s 2 2, 8, 18, 13, 2
Historia
Predicci??n	Dmitri Mendeleev (1871)
Descubrimiento	Carlo Perrier y Emilio Segr?? (1937)
Primer aislamiento	Carlo Perrier y Emilio Segr?? (1937)
Propiedades f??sicas
Fase	s??lido
Densidad (cerca rt)	11 g ?? cm -3
Punto de fusion	2430 K , 2157 ?? C, 3915 ?? F
Punto de ebullicion	4538 K, 4265 ?? C, 7709 ?? F
Calor de fusi??n	33.29 kJ ?? mol -1
El calor de vaporizaci??n	585.2 kJ ?? mol -1
Capacidad calor??fica molar	24.27 J ?? mol -1 ?? K -1
Presi??n de vapor (extrapolado)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k en T (K) 2727 2998 3324 3726 4234 4894
Propiedades at??micas
Estados de oxidaci??n	7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -3 (Fuertemente ??cida ??xido)
Electronegatividad	1,9 (escala de Pauling)
Energ??as de ionizaci??n	Primero: 702 kJ ?? mol -1
	Segundo: 1470 kJ ?? mol -1
	Tercero: 2850 kJ ?? mol -1
Radio at??mico	136 pm
Radio covalente	147 ?? 19:00
Miscel??nea
Estructura cristalina	hexagonal compacta
Ordenamiento magn??tico	Paramagn??tico
Conductividad t??rmica	50,6 W ?? m -1 ?? K -1
Velocidad del sonido (varilla delgada)	(20 ?? C) 16 200 m ?? s -1
N??mero de registro del CAS	7440-26-8
La mayor??a de los is??topos estables
Art??culo principal: Los is??topos de tecnecio
iso N / A media vida DM DE ( MeV) DP 95 m Tc syn 61 d ε - 95 Mo γ 0.204, 0.582, 0,835 - Inform??tica 0.0389, e 95 Tc 96 Tc syn 4.3 d ε - 96 Mo γ 0.778, 0.849, 0,812 - 97 Tc syn 2,6 ?? 10 6 y ε - 97 Mo 97 m Tc syn 91 d Inform??tica 0.965, e 97 Tc 98 Tc syn 4,2 ?? 10 6 y β - 0.4 98 Ru γ 0,745, 0,652 - 99 Tc rastro 2,111 ?? 10 5 y β - 0,294 99 Ru 99 m Tc syn 6.01 h Inform??tica 0.142, 0.002 99 Tc γ 0,140 -

El tecnecio es el elemento qu??mico con n??mero at??mico 43 y s??mbolo Tc. Es el m??s bajo n??mero at??mico elemento sin is??topos estables ; toda forma de es radiactivo. Casi todos tecnecio se produce sint??ticamente y s??lo peque??as cantidades se encuentran en la naturaleza. Tecnecio de origen natural se produce como espont??nea productos de fisi??n en mineral de uranio o por captura de neutrones en molibdeno minerales. Las propiedades qu??micas de este gris plateado, cristalina metal de transici??n son intermedios entre el renio y el manganeso .

Muchas de las propiedades de tecnecio fueron predichas por Dmitri Mendeleev antes de descubrirse el elemento. Mendeleev observ?? una brecha en su tabla peri??dica y se entreg?? el elemento por descubrir el nombre provisional ekamanganese (Em). En 1937, el tecnecio (espec??ficamente el tecnecio-97 is??topos) se convirti?? en el primer elemento predominantemente artificial que se produce, de ah?? su nombre (del griego τεχνητός, que significa "artificial").

Su corta vida gamma que emite rayos isomerizaci??n nuclear tecnecio-99m-se utiliza en medicina nuclear para una amplia variedad de pruebas de diagn??stico. Se utiliza tecnecio-99 como una fuente de rayos gamma libre de part??culas beta. De larga vida is??topos de tecnecio producen comercialmente son subproductos de la fisi??n de de uranio-235 en reactores nucleares y se extraen de barras de combustible nuclear. Debido a que ning??n is??topo del tecnecio tiene una vida media m??s larga de 4,2 millones de a??os ( tecnecio-98), su detecci??n en 1952 en gigantes rojas , que son miles de millones de a??os de edad, ayud?? a reforzar la teor??a de que las estrellas pueden producir elementos m??s pesados.

Historia

Buscar elemento 43

Desde la d??cada de 1860 hasta 1871, las formas tempranas de la tabla peri??dica propuesto por Dimitri Mendeleev conten??an una brecha entre molibdeno (elemento 42) y de rutenio (elemento 44). En 1871, Mendeleev predijo este elemento faltante ocupar??a el lugar vac??o debajo de manganeso y por lo tanto tienen propiedades qu??micas similares. Mendeleev le dio el nombre provisional ekamanganese (de eka -, el s??nscrito palabra para uno, porque el elemento predicho era un lugar abajo del elemento conocido de manganeso.)

Muchos investigadores tempranos, tanto antes como despu??s de la publicaci??n de la tabla peri??dica, estaban ansiosos por ser los primeros en descubrir y nombrar el elemento que falta; su ubicaci??n en la tabla sugiri?? que deber??a ser m??s f??cil de encontrar que otros elementos no descubiertos. Al principio se cre??a que se han encontrado en platino minerales en 1828 y se le dio el nombre polinium, pero result?? ser impuro iridio . Luego, en 1846, el elemento ilmenium se adujo que se ha descubierto, pero m??s tarde se determin?? que era impuro niobio . Este error se repiti?? en 1847 con el "descubrimiento" de pelopium.

En 1877, el qu??mico ruso Serge Kern inform?? descubrir el elemento que falta en el mineral de platino. Kern nombrado lo que ??l pensaba que era el nuevo elemento davyum (as?? por el qu??mico Ingl??s se??alado Sir Humphry Davy ), pero fue finalmente decidida a ser una mezcla de iridio , rodio y hierro . Otro candidato, lucium, seguido en 1896, pero se determin?? que era de itrio . Luego, en 1908, el qu??mico japon??s Masataka Ogawa encontr?? evidencia en el mineral torianita, que dijo que hab??a indicado la presencia de elemento 43. Ogawa nombrado el elemento nipponium , despu??s de Jap??n (que es Nippon en japon??s). En 2004, H. K Yoshihara utiliza "un registro de espectro de rayos X de la muestra nipponium de Ogawa desde torianita [que] estaba contenido en una placa fotogr??fica preservada por su familia. El espectro se ley?? y se indica la ausencia del elemento 43 y el presencia del elemento 75 ( renio ) ".

Qu??micos alemanes Walter Noddack, Otto Berg, y Ida Tacke inform?? el descubrimiento del elemento 75 y el elemento 43 en 1925, y nombr?? elemento 43 masurio (despu??s Masuria en el este Prusia, ahora en Polonia , la regi??n donde se origin?? la familia de Walter Noddack). El grupo bombardeado columbita con un haz de electrones y deducida elemento 43 estaba presente mediante el examen Difracci??n de rayos X espectrogramas. La longitud de onda de los rayos X producidos est?? relacionado con el n??mero at??mico por una f??rmula derivada por Henry Moseley en 1913. El equipo reclam?? para detectar una se??al de rayos X d??biles de una longitud de onda producida por los elementos 43. experimentadores posteriores no pudo replicar el descubrimiento, y que fue despedido como un error durante muchos a??os. A??n as??, en 1933, una serie de art??culos sobre el descubrimiento de los elementos cit?? el nombre masurio para el elemento todav??a existe 43. Debate sobre si el equipo de 1925 en realidad hizo descubrir elemento 43.

Descubrimiento oficial y la historia posterior

La descubrimiento del elemento 43 fue finalmente confirmada en un experimento de diciembre 1936 en el Universidad de Palermo en Sicilia realizado por Carlo Perrier y Emilio Segr??. A mediados de 1936, Segr?? visit?? los Estados Unidos, primero La Universidad de Columbia en Nueva York y luego el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California. Convenci?? inventor del ciclotr??n Ernest Lawrence que le permitiera tomar de nuevo algunas partes descartadas del ciclotr??n que se hab??an convertido radiactivo. Lawrence le envi?? una hoja de molibdeno que hab??a sido parte del deflector en el ciclotr??n.

Segr?? alist?? su colega Perrier intentar probar, a trav??s de la qu??mica comparativa, que la actividad de molibdeno fue de hecho a partir de un elemento con Z = 43. Lograron aislar los is??topos tecnecio-95m y tecnecio-97. Universidad de funcionarios Palermo quer??a nombrar a su descubrimiento "panormium", despu??s de la Am??rica nombre para Palermo, Panormus. En 1947 elemento 43 lleva el nombre del griego palabra τεχνητός, que significa "artificial", ya que fue el primer elemento a ser producido artificialmente. Segr?? regres?? a Berkeley y se reuni?? Glenn T. Seaborg. Ellos aislaron el is??topo metaestable tecnecio-99m, que ahora se utiliza en algunos diez millones de procedimientos de diagn??stico m??dico anualmente.

En 1952, el astr??nomo Paul W. Merrill en California detect?? el firma espectral del tecnecio (en particular, la luz con longitud de onda de 403,1 nm, 423,8 nm, 426,2 nm y 429,7 nm) a la luz de De tipo S gigantes rojas . Las estrellas estaban cerca del final de su vida, sin embargo, eran ricos en este elemento de corta duraci??n, es decir, reacciones nucleares dentro de las estrellas deben ser producirlo. Se utiliz?? este evidencias para reforzar la teor??a entonces no probada de que las estrellas est??n donde nucleos??ntesis de los elementos m??s pesados se produce. M??s recientemente, estas observaciones proporcionan evidencia de que los elementos estaban formados por captura de neutrones en el s-proceso.

Desde su descubrimiento, ha habido muchas b??squedas en materiales terrestres para las fuentes naturales de tecnecio. En 1962, el tecnecio-99 se aisl?? e identific?? en pitchblende de la Congo Belga en cantidades extremadamente peque??as (aproximadamente 0,2 ng / kg); all?? se origina como una productos de fisi??n espont??nea de de uranio-238. Tambi??n hay evidencia de que el Oklo reactor de fisi??n nuclear natural producido cantidades significativas de tecnecio-99, que desde entonces ha deca??do en rutenio-99.

Caracter??sticas

Propiedades f??sicas

Tecnecio radiactivo es un gris plateado de metal con una apariencia similar a la de platino . Se obtiene com??nmente como un polvo gris. La estructura cristalina del metal puro es hexagonal de empaquetamiento compacto. Tecnecio At??mica tiene caracter??stica l??neas de emisi??n de estos longitudes de onda: 363,3 nm, 403,1 nm, 426,2 nm, 429,7 nm, y 485,3 nm.

La forma de metal es ligeramente paramagn??tico, es decir, su dipolos magn??ticos se alinean con externo campos magn??ticos, pero asumir??n orientaciones aleatorias una vez que se elimina el campo. Pure, met??lico, tecnecio-cristal ??nico se convierte en una tipo II superconductor a temperaturas por debajo de 7,46 K . Por debajo de esta temperatura, el tecnecio tiene un muy alto profundidad de penetraci??n magn??tica, el m??s grande entre los elementos aparte de niobio .

Propiedades qu??micas

El tecnecio se coloca en el s??ptimo grupo de la tabla peri??dica, entre renio y manganeso . Como se predijo por el ley peri??dica, sus propiedades qu??micas son, por tanto, intermedio entre esos dos elementos. De los dos, el tecnecio se asemeja m??s a renio, particularmente en su inercia qu??mica y su tendencia a formar enlaces covalentes. A diferencia de manganeso, tecnecio no forma f??cilmente cationes ( iones con una carga neta positiva). Com??n estados de oxidaci??n de tecnecio incluyen 4, 5, y 7. El tecnecio se disuelve en aqua regia, ??cido n??trico , y concentrada de ??cido sulf??rico , pero no es soluble en ??cido clorh??drico de cualquier concentraci??n.

Hidruro y ??xidos

La reacci??n de tecnecio con hidr??geno produce la carga negativa hidruro TCH 2-
9 i??nico, que tiene el mismo tipo de estructura cristalina como (es isoestructural con) ReH 2-
9. Se compone de un prisma trigonal con un ??tomo de tecnecio en el centro y seis ??tomos de hidr??geno en las esquinas. Tres m??s ??tomos de hidr??geno hacen un tri??ngulo situado paralelamente a la base y cruzando el prisma en su centro. Aunque los ??tomos de hidr??geno no son equivalentes geom??tricamente, su estructura electr??nica es casi la misma. Este complejo cuenta con un n??mero de coordinaci??n de 9 (lo que significa que el ??tomo de tecnecio tiene nueve vecinos), que es el m??s alto para un complejo de tecnecio. Dos ??tomos de hidr??geno en el complejo pueden ser sustituidos por de sodio (Na ⁺⁾ o iones de potasio (K ^+).

Hidruro de tecnecio

Tecnecio met??lico lentamente empa??a en el aire h??medo, y en forma de polvo, se quema en ox??geno . Dos Se han observado ??xidos: TcO ₂ y Tc ₂ O _7. Bajo condiciones oxidantes, que tienden a despojar electrones de los ??tomos, tecnecio (VII) existir??n como la pertecnetato de iones , TcO -
4.

A temperaturas de 400-450 ?? C, el tecnecio se oxida para formar el color amarillo p??lido hept??xido:

4 Tc + 7 O ₂ → 2 Tc ₂ O ₇

Este compuesto adopta una estructura centrosim??trica con dos tipos de bonos Tc-O; sus longitudes de enlace son 167 y 184 de la tarde, y el ??ngulo O-Tc-O es de 180 ??.

Hept??xido de tecnecio es el precursor de pertecnetato de sodio:

Tc ₂ O ₇ + 2 NaOH → 2 NATCO ₄ + H ₂ O

Di??xido de tecnecio de color negro (TCO ₂₎ puede ser producido por reducci??n de hept??xido con tecnecio o hidr??geno.

??cido Pertechnetic (HTCO ₄₎ se produce haciendo reaccionar Tc ₂ O ₇ con agua o ??cidos oxidantes, tales como ??cido n??trico , ??cido sulf??rico concentrado, agua regia, o una mezcla de ??cidos n??trico y clorh??drico. El color rojo oscuro resultante, higrosc??pico sustancia (absorci??n de agua) es un ??cido fuerte y f??cilmente dona protones. En concentrado ??cido sulf??rico Tc (VII) ani??n tetraoxidotechnetate convierte en la forma octa??drica de technetic (VII) TcO ??cido ₃ (OH) (H ₂ O) _2.

La pertecnato (tetroxidotechnetate) ani??n TcO -
4 consiste en un tetraedro con ox??genos en las esquinas y un ??tomo de tecnecio en el centro. Desemejante permanganato (MnO -
4), s??lo es un agente oxidante d??bil. Pertecnato se utiliza a menudo como una conveniente fuente soluble en agua de is??topos de tecnecio, como ^99m Tc, y como catalizador .

Sulfuros, seleniuros y telururos,

Formas de tecnecio diversos sulfuros. TcS ₂ se obtiene por reacci??n directa de tecnecio y elemental de azufre , mientras que Tc ₂ S ₇ se forma a partir del ??cido pertechnic como sigue:

2 HTCO ₄ + 7 H ₂ S → Tc ₂ S ₇ + 8 _H2O

En esta reacci??n es tecnecio reducido a Tc (IV) mientras que las formas de azufre exceso de un ligando de disulfuro. El heptasulfuro de tecnecio producido tiene una estructura polim??rica (Tc ₃ (μ ³ -S) (S _{2) 3} S _{6) n} con un n??cleo similar a Mo ₃ (μ ³ -S) (S _{2) 6} ^2-.

Tras el calentamiento, heptasulfuro tecnecio se descompone en disulfuro y azufre elemental:

Tc ₂ S ₇ → 2 TcS ₂ + 3 S

Reacciones an??logas se producen con selenio y teluro .

Racimos de tecnecio Tc ₆ y ₈ Tc

Carburo de tecnecio y la fase de metal tecnecio ortorr??mbica

Cuando peque??as cantidades de carbono est??n presentes en tecnecio metal, su ideales estructura cristalina hexagonal compacta se distorsiona a ortorr??mbica estructura met??lica tecnecio. Un mayor contenido de carbono (a partir de 15-17% a.) Proporcionan una conversi??n completa de tecnecio met??lico para el carburo de tecnecio c??bica con composici??n aproximada de Tc6C. El aumento adicional en el contenido de carbono no proporciona ning??n cambio en la estructura de carburo de tecnecio.

Clusters y complejos org??nicos

Varios grupos de tecnecio son conocidos, incluyendo Tc _4, Tc _{6, 8} y Tc Tc _13. Las m??s estables Tc ₆ y Tc ₈ grupos tienen formas prism??ticas donde pares verticales de ??tomos Tc est??n conectadas por enlaces triples y los ??tomos planas por enlaces simples. Cada ??tomo de tecnecio hace seis enlaces, y los electrones de valencia restantes puede ser saturada por uno axial y dos puente ??tomos de hal??geno ligando tal como cloro o bromo .

Complejo org??nico de tecnecio.

Formas de tecnecio numerosos complejos org??nicos, que est??n relativamente bien investigado debido a su importancia para la medicina nuclear. Carbonilo tecnecio (Tc ₂ (CO) ₁₀₎ es un s??lido blanco. En esta mol??cula, dos ??tomos de tecnecio est??n d??bilmente unidos el uno al otro; cada ??tomo est?? rodeado por octaedros de cinco ligandos carbonilo. La longitud del enlace entre los ??tomos de tecnecio, 303 pm, es significativamente mayor que la distancia entre dos ??tomos en tecnecio met??lico (272 pm). Similar carbonilos se forman por tecnecio de cong??neres, manganeso y renio.

Un complejo de tecnecio con un ligando org??nico (que se muestra en la figura de la derecha) se utiliza com??nmente en la medicina nuclear. Tiene una ??nica Tc-O grupo funcional (resto) orientado perpendicularmente al plano de la mol??cula, en el que el ??tomo de ox??geno puede ser sustituido por un ??tomo de nitr??geno.

Is??topos

El tecnecio, con n??mero at??mico (Z denotado) 43, es el elemento de n??mero m??s bajo en la tabla peri??dica que es exclusivamente radiactivo. El segundo-m??s ligero, exclusivamente elemento radiactivo, prometio , tiene un n??mero at??mico de 61. Los n??cleos at??micos con un n??mero impar de protones son menos estables que aquellos con n??meros pares, incluso cuando el n??mero total de nucleones (protones + neutrones ) son pares. Por lo tanto, Odd elementos numerados tienen menos estables is??topos .

El m??s estable is??topos radiactivos son tecnecio-98 con una vida media de 4,2 millones de a??os ( Ma), el tecnecio-97 (vida media: 2,6 Ma) y tecnecio-99 (vida media: 211.000 a??os). Treinta otros radiois??topos se han caracterizado con n??meros de masa que van desde 85 a 118. La mayor??a de ellos tienen vidas medias que son menos de una hora; las excepciones son el tecnecio-93 (vida media: 2.73 horas), el tecnecio-94 (vida media: 4,88 horas), el tecnecio-95 (vida media: 20 horas), y el tecnecio-96 (vida media: 4,3 d??as ).

El primario modo de desintegraci??n de los is??topos m??s ligeros que el tecnecio-98 ⁽⁹⁸ Tc) es captura de electrones, dando molibdeno (Z = 42). Para is??topos m??s pesados, el modo primario es emisi??n beta (la emisi??n de un electr??n o de positrones), dando de rutenio (Z = 44), con la excepci??n de que el tecnecio-100 puede decaer tanto por la emisi??n beta y captura de electrones.

Tecnecio tambi??n tiene numerosas is??meros nucleares, que son is??topos con uno o m??s nucleones excitados. Tecnecio-97m ^(97m Tc; 'm' representa metaestabilidad) es la m??s estable, con una vida media de 91 d??as (0,0965 MeV). Esto es seguido por el tecnecio-95m (vida media: 61 d??as, 0.03 MeV), y el tecnecio-99m (vida media: 6,01 horas, 0,142 MeV). Tecnecio-99m s??lo emite rayos gamma y decae a tecnecio-99.

Tecnecio-99 ⁽⁹⁹ Tc) es un importante producto de la fisi??n del uranio-235 ⁽²³⁵ U), por lo que es el is??topo m??s com??n y m??s f??cilmente disponible de tecnecio. Un gramo de tecnecio-99 produce 6,2 ?? 10 ⁸ desintegraciones por segundo (es decir, 0,62 g Bq / g).

Ocurrencia y producci??n

Minerales de uranio contienen rastros de tecnecio

S??lo los restos diminutos de forma natural en la Tierra corteza como un espont??neo productos de fisi??n en minerales de uranio. Un kilogramo de uranio contiene un estimado de 1 nanogramo (10 ^-9 g) de tecnecio. Algunos gigantes rojas estrellas con los tipos espectrales S, M, y N contienen una l??nea de absorci??n en su espectro indica la presencia de tecnecio. Estos gigantes rojas son conocidas informalmente como estrellas de tecnecio.

Producto de desecho de la fisi??n

En contraste con su rara ocurrencia natural, se producen grandes cantidades de tecnecio-99 cada a??o a partir de barras de combustible nuclear irradiado, que contienen varios productos de fisi??n. La fisi??n de un gramo de de uranio-235 en reactores nucleares rendimientos de 27 mg de tecnecio-99, dando un tecnecio fisi??n rendimiento del producto de 6,1%. Otro is??topos fisibles tambi??n producen rendimientos similares de tecnecio, como el 4,9% de uranio 233 y 6,21% a partir de plutonio-239. Acerca de 49.000 T Bq (78 toneladas m??tricas) de tecnecio se estima que se han producido en los reactores nucleares entre 1983 y 1994, lo que es, con mucho, la principal fuente de tecnecio terrestre. S??lo una fracci??n de la producci??n se utiliza comercialmente.

Tecnecio-99 se produce por la fisi??n nuclear tanto de uranio-235 y plutonio-239. Por lo tanto, est?? presente en residuos radiactivos y en el lluvia radiactiva de la bomba de fisi??n explosiones. Su decaimiento, medida en becquerel por cantidad de combustible gastado, es dominante despu??s de aproximadamente ^{4 10-06} 10 a??os despu??s de la creaci??n de los residuos nucleares. De 1945 a 1994, se estima que 160 T Bq (aproximadamente 250 kg) de tecnecio-99 se libera en el medio ambiente por atmosf??rica pruebas nucleares. La cantidad de tecnecio-99 de los reactores nucleares se libera en el medio ambiente hasta 1986 es del orden de 1000 TBq (aproximadamente 1.600 kg), principalmente por reprocesamiento de combustible nuclear; la mayor parte de este fue dado de alta en el mar. M??todos de preparaci??n se han reducido las emisiones desde entonces, pero a partir de 2005 la liberaci??n primaria de tecnecio-99 en el medio ambiente es por el Planta de Sellafield, que lanz?? un estimado de 550 TBq (unos 900 kg) 1.995 a 1.999 en el Mar de Irlanda . A partir de 2000 la cantidad se ha visto limitado por la regulaci??n a 90 TBq (unos 140 kg) por a??o. La descarga de tecnecio en el mar ha dado lugar a algunos pescados y mariscos que contienen cantidades min??sculas de este elemento. Por ejemplo, Bogavante y el pescado de oeste Cumbria contiene alrededor de 1 Bq / kg de tecnecio.

Productos de fisi??n para uso comercial

La is??topo metaestable de tecnecio-99m se produce continuamente como una fisi??n producto de la fisi??n del uranio o plutonio en reactores nucleares. Dado que el combustible utilizado se dej?? en reposo durante varios a??os antes de la preparaci??n, todo el molibdeno-99 y tecnecio-99m se han deca??do en el momento en que los productos de fisi??n se separan de los principales act??nidos en convencional reprocesamiento nuclear. El l??quido que queda despu??s de la extracci??n de plutonio-uranio ( PUREX) contiene una alta concentraci??n de tecnecio como TcO -
4 pero casi todo esto es tecnecio-99, no tecnecio-99m.

La gran mayor??a de la tecnecio-99m utilizado en el trabajo m??dico se produce irradiando dedicado altamente enriquecido blancos de uranio en un reactor, la extracci??n de molibdeno 99 a partir de los objetivos en las instalaciones de reprocesamiento, y recuperar en el centro de diagn??stico del tecnecio-99m que se produce en la descomposici??n de molibdeno-99. Molibdeno-99 en forma de molibdato MoO _ 2-
4 es adsorbido en al??mina ??cido (Al ₂ O ₃₎ en una blindado cromat??grafo de columna dentro de una generador de tecnecio-99m ("vaca tecnecio", tambi??n de vez en cuando llama una "vaca de molibdeno"). Molibdeno-99 tiene una vida media de 67 horas, de modo de breve duraci??n tecnecio-99m (vida media: 6 horas), que resulta de su decadencia, se est?? produciendo constantemente. La soluble pertecnato TcO -
4 a continuaci??n, se puede extraer qu??micamente por eluci??n utilizando una soluci??n salina.

Por la irradiaci??n de un objetivo de uranio altamente enriquecido para producir molibdeno-99, no hay necesidad de los pasos qu??micos complejos que ser??an necesarios para separar el molibdeno partir de una mezcla de productos de fisi??n. Un inconveniente de este procedimiento es que requiere objetivos que contengan uranio-235, que est??n sujetos a las medidas de seguridad de los materiales fisibles.

Casi dos tercios de la producci??n mundial proviene de dos reactores; la Investigaci??n Nacional universal Reactor en Chalk River Laboratories en Ontario, Canad??, y la Reactor de alto flujo en Investigaci??n Nuclear y Consultancy Group en Petten, Pa??ses Bajos. Todos los principales reactores de tecnecio-99m productoras se construyeron en los a??os 1960 y est??n cerca del final de su vida ??til. Los dos nuevos canadiense Reactores MAPLE planificados y construidos para producir el 200% de la demanda de tecnecio-99m relevados todos los dem??s productores de la construcci??n de sus propios reactores. Con la cancelaci??n de los reactores ya probadas en 2008 el futuro suministro de tecnecio-99m se volvi?? muy problem??tico.

Sin embargo, el reactor de Chalk River ha sido cerrado por mantenimiento desde agosto de 2009, con una reapertura prevista en abril de 2010, y el reactor de Petten tenido una parada de mantenimiento programado 6 meses que comienza el viernes 19 de febrero de 2010. Con millones de procedimientos que dependen de tecnecio-99m cada a??o, la baja oferta ha dejado un vac??o, dejando a algunos m??dicos para volver a las t??cnicas que no se utilizan durante 20 a??os. Algo disipar esta cuesti??n est?? un anuncio de la polaca Reactor de investigaci??n Maria que han desarrollado una t??cnica para aislar tecnecio. El reactor de Chalk River Laboratory reabri?? en agosto de 2010 y el reactor de Petten reabri?? septiembre de 2010.

Deposito de basura

La larga vida media de tecnecio-99 y su capacidad para formar un ani??nicos especies hace que sea una de las principales preocupaciones para su eliminaci??n a largo plazo de los residuos radiactivos. Muchos de los procesos dise??ados para eliminar los productos de fisi??n en plantas de reprocesamiento tienen por objeto cati??nicos especies como de cesio (por ejemplo, cesio-137) y estroncio (por ejemplo, estroncio-90). Por lo tanto el pertecnetato es capaz de escapar a trav??s de estos procesos de tratamiento. Opciones de eliminaci??n actuales favorecen entierro en roca continental, geol??gicamente estable. El principal peligro con un curso de este tipo es que los residuos es probable que entren en contacto con el agua, lo que podr??a filtrarse contaminaci??n radiactiva en el medio ambiente. El pertecnetato ani??nico y yoduro no adsorben bien sobre las superficies de los minerales, por lo que son propensos a ser lavados. En comparaci??n plutonio , uranio , y cesio son mucho m??s capaces de unirse a las part??culas del suelo. Tecnecio tambi??n podr??a ser inmovilizado por algunos entornos, tales como los sedimentos del fondo del lago, debido a la actividad microbiana; Por esta raz??n, la qu??mica ambiental de tecnecio es un ??rea activa de investigaci??n.

Un m??todo alternativo disposici??n, transmutaci??n, se ha demostrado en CERN para el tecnecio-99. Este proceso de transmutaci??n es uno en el que el tecnecio (tecnecio-99 como un blanco de metal) es bombardeado con neutrones para formar la ef??mera tecnecio-100 (vida media = 16 segundos), que se desintegra por la desintegraci??n beta de rutenio -100. Si la recuperaci??n de rutenio utilizable es una meta, es necesario un objetivo tecnecio extremadamente pura; si los peque??os rastros de la act??nidos menores, tales como el americio y el curio est??n presentes en la diana, que son propensos a experimentar la fisi??n y formar m??s productos de fisi??n que aumentan la radiactividad de la diana irradiado. La formaci??n de rutenio-106 (vida media 374 d??as) a partir de la "fisi??n fresco 'es probable que aumente la actividad del metal de rutenio final, que luego requieren un tiempo de enfriamiento m??s largo despu??s de la irradiaci??n antes de que el rutenio se puede utilizar.

La separaci??n real de tecnecio-99 a partir de combustible nuclear gastado es un proceso largo. Durante reprocesamiento de combustible, como aparece en el l??quido de desecho, que es altamente radiactivo. Despu??s de estar sentado durante varios a??os, la radioactividad cae a un punto donde la extracci??n de los is??topos de larga vida, incluyendo el tecnecio-99, se vuelve factible. Se utilizan a continuaci??n, varios procesos de extracci??n qu??micos, produciendo tecnecio-99 de metal de alta pureza.

Activaci??n de neutrones

Molibdeno-99 se puede formar por el neutrones activaci??n de molibdeno-98. Otros is??topos de tecnecio no se producen en cantidades significativas por fisi??n; cuando sea necesario, se fabrican por irradiaci??n de neutrones de is??topos padres (por ejemplo, tecnecio-97 puede ser hecha por irradiaci??n de neutrones de rutenio-96).

Los aceleradores de part??culas

La viabilidad de la producci??n de tecnecio-99m con el bombardeo de 22 MeV-prot??n de un blanco de molibdeno-100 en ciclotrones m??dicos despu??s de la reacci??n ^{99m 100} Mo (p, 2n) Tc se demostr?? en 1971. Los ??ltimos escasez de m??dicos tecnecio-99m reavivaron el inter??s en su producci??n mediante bombardeo de protones de isot??picamente enriquecido en (> 99,5%) de molibdeno-100 objetivos. T??cnicas de producci??n de is??topos basadas en aceleradores de part??culas Otros han sido investigados para obtener molibdeno-99 de molibdeno-100 a trav??s de (n, 2n) o (γ, n) reacciones.

Aplicaciones

La medicina y la biolog??a Nuclear

Tecnecio gammagraf??a de un cuello de Paciente de la enfermedad de Graves

Tecnecio-99m ("m" indica que se trata de un is??mero nuclear metaestable) se utiliza en is??topo radiactivo pruebas m??dicas, por ejemplo como una trazador radiactivo que el equipo m??dico puede detectar en el cuerpo humano. Es muy adecuado para el papel porque emite f??cilmente detectable 140 keV rayos gamma, y su vida media es de 6.01 horas (lo que significa que alrededor del 94% de los que se descompone a tecnecio-99 en 24 horas). Hay por lo menos 31 de uso com??n radiof??rmacos basados en tecnecio-99m para formaci??n de im??genes y estudios funcionales de la cerebro, miocardio, tiroides, pulmones, h??gado, ves??cula biliar, ri??ones , esqueleto, sangre , y tumores.

El is??topo tecnecio-95m-vida m??s larga, con una vida media de 61 d??as, se utiliza como una trazador radiactivo para estudiar el movimiento de tecnecio en el medio ambiente y en los sistemas de plantas y animales.

Industrial y qu??mica

Tecnecio-99 se desintegra casi en su totalidad por la desintegraci??n beta, emitiendo part??culas beta con energ??as bajas consistentes y no hay rayos gamma que se acompa??an. Adem??s, su larga vida media significa que esta emisi??n disminuye muy lentamente con el tiempo. Tambi??n se puede extraer a una alta pureza qu??mica e isot??pica de los residuos radiactivos. Por estas razones, es una Por lo tanto, el Instituto Nacional de Est??ndares y Tecnolog??a (NIST) emisor beta est??ndar, y se utiliza para la calibraci??n de equipos. Tecnecio-99 tambi??n ha sido propuesto para su uso en dispositivos optoelectr??nicos y nanoescala bater??as nucleares.

Como renio y paladio , el tecnecio puede servir como un catalizador . Para algunas reacciones, por ejemplo la deshidrogenaci??n de alcohol isoprop??lico, que es un catalizador mucho m??s eficaz que cualquiera de renio o paladio. Sin embargo, su radiactividad es un problema importante en la b??squeda de aplicaciones catal??ticas seguras.

Cuando el acero se sumerge en agua, a??adiendo una peque??a concentraci??n (55 ppm) de pertecnetato de potasio (VII) al agua protege el acero contra la corrosi??n, incluso si la temperatura se eleva a 250 ?? C. Por esta raz??n, pertecnetato se ha utilizado como un posible an??dica a la corrosi??n inhibidor para el acero, aunque la radiactividad del tecnecio plantea problemas que limitan esta aplicaci??n para sistemas aut??nomos. Mientras que (por ejemplo) CrO 2-
4 tambi??n puede inhibir la corrosi??n, se requiere una concentraci??n diez veces m??s alta. En un experimento, una muestra de acero al carbono se mantuvo en una soluci??n acuosa de pertecnetato durante 20 a??os y segu??a sin corrosi??n. El mecanismo por el cual pertecnetato previene la corrosi??n no se entiende bien, pero parece implicar la formaci??n reversible de una capa superficial delgada. Una teor??a sostiene que el pertecnetato reacciona con la superficie del acero para formar una capa de tecnecio di??xido de lo que impide a??n m??s la corrosi??n; el mismo efecto se explica c??mo polvo de hierro se puede utilizar para eliminar pertecnetato de agua. ( El carb??n activado tambi??n se puede utilizar para el mismo efecto.) El efecto desaparece r??pidamente si la concentraci??n de pertecnetato cae por debajo de la concentraci??n m??nima o si se a??ade una concentraci??n demasiado alta de otros iones.

Como se ha se??alado, la naturaleza radiactiva de tecnecio (3 M Bq por litro en las concentraciones necesarias) hace que esta protecci??n contra la corrosi??n impracticable en casi todas las situaciones. Sin embargo, se propuso protecci??n contra la corrosi??n por los iones de pertecnetato (pero nunca adoptado) para su uso en reactores de agua hirviendo.

Precauciones

El tecnecio no juega ning??n papel biol??gico natural y no se encuentra normalmente en el cuerpo humano. El tecnecio se produce en cantidad por la fisi??n nuclear, y se propaga m??s f??cilmente que muchos radionucleidos. Parece que tiene baja toxicidad qu??mica. Por ejemplo, ning??n cambio significativo en la f??rmula de la sangre, el cuerpo y peso de los ??rganos, y el consumo de alimentos se pudo detectar para las ratas que ingirieron hasta 15 g de tecnecio-99 por gramo de alimento durante varias semanas. La toxicidad radiol??gica de tecnecio (por unidad de masa) es una funci??n del compuesto, el tipo de radiaci??n para el is??topo en cuesti??n, y la vida media del is??topo.

Todos los is??topos del tecnecio deben manejarse con cuidado. El is??topo m??s com??n, el tecnecio-99, es un emisor beta d??bil; tal radiaci??n es detenido por las paredes de vidrio de laboratorio. El riesgo principal cuando se trabaja con tecnecio es la inhalaci??n de polvo; tal contaminaci??n radiactiva en los pulmones puede suponer un riesgo significativo de c??ncer. Durante la mayor parte del trabajo, manejo cuidadoso en un campana de humos es suficiente; un No es necesaria la guantera.