Tecneciu

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43
Tc
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla enantada
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu Tecneciu, Tc, 43
Serie química Metales de transición
Grupu, periodu, bloque 7, 5, d
Configuración electrónica [Kr]4d5 5s2
Electrones per nivel 2, 8, 18, 13, 2
Propiedaes atómiques
Radiu mediu 135 pm
Radiu atómicu (calc) 183 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente 156 pm
Óxidu Ácidu fuerte
Propiedaes físiques
Estáu ordinariu Sólidu (paramagnético)
Densidá 11500 kg/m3
Puntu de fusión 2430 K (2157 °C)
Puntu d'ebullición 4538 K (4265 °C)
Entalpía de vaporización 660 kJ/mol
Entalpía de fusión 24 kJ/mol
Presión de vapor 0,0229 Pa a 2473 K
Varios
Estructura cristalina Hexagonal
N° CAS 7440-26-8
N° EINECS 231-136-0
Conductividá térmica 50,6 W/(m·K)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del tecneciu
iso AN Periodu MD Ed PD
MeV
95mTc 61 d -

0.204,
0.582,
0.835

0.0389, y
95Mo

-



95Tc
96Tc 4.3 d -

0.778,
0.849,
0.812
96Mo

-
97Tc 2.6·106 a
97mTc 90 d 0.965, y 97Tc
98Tc 4.2·106 a 0.4

0.745,
0.652
98Ru

-
99Tc 2.111·105 a 0.294 99Ru
99mTc 6.01 h 0.142,
0.002

0.140
99Tc


-
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
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Ficheru:Capa electrónica 043 Tecneciu.svg
Configuración de los niveles d'enerxía del Tecneciu.

El tecneciu ye'l más llixeru de los elementos químicos que nun cunten con isótopos estables y el primera elementu sintéticu que s'atopa na tabla periódica. El so númberu atómicu ye'l 43 y el so símbolu ye Tc. Les propiedaes químiques d'esti metal de transición cristalino de color gris plateado son entemedies a les del reniu y les del manganesu. El so isómero nuclear 99mTc, de bien curtia vida y emisor de rayo gamma, usar en medicina nuclear pa efectuar una amplia variedá de pruebes diagnósticas. El 99Tc úsase como fonte de partícules beta llibre de la emisión de rayo gamma. El anión pertecnetato (TcO4-) emplégase como inhibidor de escomiu anódica para aceros.[1]

Primero que fuera descubiertu, munches de les propiedaes del elementu 43 fueron prediches por Dmitri Mendeleev. Mendeleev acutó un espaciu nel so tabla periódica pa un hipotéticu elementu que llamó eka - manganesu. En 1937, l'isótopu 97Tc convertir nel primer elementu producíu de forma predominantemente artificial, d'ende'l so nome (del griegu τεχνητός, que significa "artificial"). La mayoría del tecneciu producíu na Tierra llógrase como subproductu de la fisión del 235O nos reactores nucleares y estrayer de les banielles de combustible nuclear. Nengún isótopu del tecneciu tien un periodu de semidesintegración mayor de 4,2 millones d'años (el casu concretu del 98Tc), asina que la so detección en xigantes coloraes en 1952 ayudó a reforzar la teoría de que nes estrelles pueden xenerase elementos pesaos. Na Tierra, el tecneciu atópase en traces detectables como productu de la fisión bonal en minerales d'uraniu per acción de la captura de neutrones en menas de molibdenu.

Propiedaes físiques y químiques[editar | editar la fonte]

El tecneciu ye un metal radiactivu de color gris plateado con una apariencia similar al platín. Sicasí, cuando se llogra xeneralmente tien la forma de polvu abuxao. La so posición na tabla periódica ta ente'l reniu y el manganesu, y como predicen les lleis periódiques, les sos propiedaes son entemedies a estos dos metales. El tecneciu, al igual qu'el prometiu, ye escepcional ente los elementos llixeros, yá que nun tener nengún isótopu estable (y, sicasí, ta arrodiáu por elementos que sí los tienen).

Dada la so inestabilidá, el tecneciu ye desaxeradamente escasu na Tierra. Nun desempeña nengún papel biolóxicu y, en condiciones normales, nun s'atopa nel cuerpu humanu.

La forma metálica del tecneciu eslluzse rápido en presencia de aire húmedu. Los sos óxidos son el TcO2 y el Tc2O7. So condiciones oxidantes, el tecneciu (VII) esiste en forma de anión pertecnetato, TcO4-.[2] Los estado d'oxidación más habituales del tecneciu son 0, +2, +4, +5, +6 y +7.[3] Cuando'l tecneciu ta pulverizáu, ambura en presencia de osíxenu.[4] Eslleir en agua regia, acedu nítricu y en ácidu sulfúricu concentráu, pero non en ácidu clorhídricu. Tien llínees espectrales característiques a los siguientes llargores d'onda: 363 nm, 403 nm, 410 nm, 426 nm, 430 nm y 485 nm.[5]

La forma metálica ye llixeramente paramagnética, esto ye, les sos dipolos magnéticos alliniar colos campos magnéticos esternos, a pesar de que'l tecneciu de normal nun ye magnéticu.[6] La estructura cristalina del metal presenta un empaquetamiento hexagonal compactu. Un cristal aislláu de puru tecneciu metálicu convertir nun superconductor de tipu II a una temperatura de 7,46 K; la irregularidá de los cristales y trazar d'impureces alcen esti valor a 11,2 K pal casu d'un tecneciu pulverizáu d'una pureza del 99,9%.[7] Per debaxo d'esta temperatura, el tecneciu tien una bien alta fondura de penetración magnética, la mayor de tolos elementos dempués del niobiu.[8]

El tecneciu ye xeneráu nos procesos de fisión nuclear, y arrobínase más fácilmente qu'otros munchos radionúclidos. Ye importante la comprensión de la so tosicidá n'animales y humanos, pero les pruebes esperimentales son escases. Paez tener baxa tosicidá química. La so tosicidá radiolóxica (por unidá de masa) varia en función del compuestu, el tipu de radiación del isótopu en cuestión y el so periodu de semidesintegración. El 99mTc ye particularmente curiusu poles sos aplicaciones médiques. La máxima radiación que presenta esti isótopu ye de rayo gamma col mesmu llargor d'onda que los rayos X emplegaos pal diagnósticu común, ufiertando la penetración fayadiza y causando daños míninos. Tou esto, xuníu al curtiu periodu de semidesintegración del so isómero nuclear metaestable y al relativamente llargu periodu de semidesintegración del isótopu producíu 99Tc que dexa que sía esaniciáu del organismu primero que se desintegre, fai qu'un escáner nuclear de 99mTc típicu suponga una dosis relativamente baxa de radiación alministrada. (Ver más sobre esta tema más embaxo)[7]

Tolos isótopos del tecneciu tien de ser remanaos con cuidu. El más común d'ellos, el 99Tc, ye un débil emisor de partícules beta; esti tipu de radiación puede ser detenida poles parés de la presea de cristal del llaboratoriu. Cuando son deteníes, emítense rayos X de baxa intensidá, pero una separación d'unos 30 cm basta por qu'afecte al nuesu organismu. El riesgu principal cuando se trabaya con tecneciu ye la inhalación del polvu; la contaminación radiactiva qu'esto produz nos pulmones supon un riesgu bien significativo de cáncer. Pa la mayoría de trabayos con tecneciu, la manipulación cuidadosa so una campana extractora sueli ser abonda; nun se riquir l'usu d'una cámara ensuga con guantes.[7]

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

Medicina nuclear[editar | editar la fonte]

El 99mTc (la "m" indica que ye un isómero nuclear metaestable) ye'l radioisótopo más utilizáu na práctica diagnóstica, envalorándose qu'el 80% de los procedimientos de medicina nuclear utilizar.[9] Úsase principalmente en procedimientos de diagnósticu de funcionamientu d'órganos del cuerpu humanu, por casu, como marcador radiactivu que l'equipamientu médicu puede detectar nel cuerpu humanu.[10] Esti isótopu afaise perbién al so usu, yá que emite rayo gamma fácilmente detectables con una enerxía de 140 keV, y el so periodu de semidesintegración ye de 6,0058 hores (esto ye, en 24 hores se desintegran quince dieciseisavos del total p'aniciar 99Tc).[11] El llibru "Technetium", de Klaus Schwochau, numbera 31 radiofármacos basaos nel 99mTc usaos n'estudios funcionales del celebru, el miocardiu, la glándula tiroidea, los pulmones, el fégadu, la visícula biliar, los riñonos, el cadarma, la sangre y los tumorye.

La inmunoescintografía incorpora 99mTc a un anticuerpu monoclonal, una proteína del sistema inmunitario capaz de xunise a célules canceroses. Poques hores dempués de la inyección, detéctense los rayos gamma emitíos pol 99mTc col correspondiente equipu médicu; altes concentraciones indiquen ónde s'alcuentra'l tumor. Esta técnica ye particularmente preséu pa detectar tumores difíciles d'alcontrar, como los qu'afecten al intestín. Estos anticuerpos modificaos son comercializaos pola empresa alemana Hoechst sol nome de "Scintium".[12]

Cuando'l 99mTc combinar con un compuestu de estañu, xunir a los eritrocitos y puede usase p'alcontrar desordes del sistema circulatoriu. Úsase de normal pa detectar hemorraxes gastrointestintales. El ion pirofosfato combináu col 99mTc xuntar a los depósitos de calciu del músculu cardiacu estropiáu, daqué útil pa evaluar el dañu producíu tres un ataque cardiacu.[13] El coloide de azufre con 99mTc ye peneráu pol cuayu, faciendo posible la visualización de la estructura d'esti órganu.[14]

La esposición a la radiación debíu al tratamientu diagnósticu con 99mTc puede caltenese dientro de niveles baxos. Debíu al curtiu periodu de semidesintegración, la so rápida desintegración p'aniciar el 99Tc -muncho menos radiactivu- fai que la dosis total de radiación recibida pol paciente (por unidá d'actividá inicial tres l'alministración) sía relativamente baxa. Na forma na que s'alministra, xeneralmente como pertecnetato, dambos isótopos son esaniciaos rápido del organismu nunos pocos díes.[13]

El tecneciu emplegáu en medicina nuclear suelse estrayer de los xeneradores de 99mTc. El 95mTc, con un periodu de semidesintegración de 61 díes, úsase como marcador radiactivu pa estudiar l'espardimientu del tecneciu nel ambiente y en sistemes animales y vexetalye.[7]

Usu industrial[editar | editar la fonte]

El 99Tc se desintegra emitiendo partícules beta de baxa enerxía y ensin presencia de rayo gamma. Amás, el so llargu periodu de semidesintegración trai que la so emisión escai bien amodo col tiempu. Tamién puede estrayese tecneciu de gran pureza química ya isotópica a partir de borrafes nucleares. Por toes estes razones, el 99Tc ye un patrón d'emisión beta, usáu pa la calibración d'equipos científicos.[7]

Estudióse la posibilidá d'emplegar el 99Tc en bateríes nucleares optoeléctricas.

Usu químicu[editar | editar la fonte]

Como'l reniu y el paladiu, el tecneciu puede usase como catalizador. Pa delles reacciones, por casu la deshidrogenación del alcohol isopropílico, supon un catalizador muncho más efectivu qu'el reniu o'l paladiu. De xacíu, el so radiactividad ye'l mayor problema a la d'atopar aplicaciones segures.[7]

So ciertes circunstancies, una pequeña concentración (5·10-5 mol·l-1) del anión pertecnetato n'agua puede protexer fierros y aceros al carbonu del escomiu. Por esta razón, el pertecnetato puede emplegase como inhibidor del escomiu anódica pal aceru, pero la radiactividad del tecneciu presenta ciertos problemes a la d'usalo p'aplicaciones puramente químiques como ésta. Anque (por casu) el anión CrO42- puede tamién tornar l'escomiu, ríquense concentraciones hasta diez veces mayores. Nun esperimentu, una amuesa caltener nuna disolución aguacienta de pertecnetato mientres 20 años y nun sufrió escomiu dalgunu. El mecanismu por aciu el cual el anión pertecnetato previen l'escomiu nun se conoz perbién, pero paez implicar la formación d'una delgada capa superficial. Una teoría caltien qu'el pertecnetato reacciona cola superficie del aceru formando una capa de dióxidu de tecneciu que previen un posterior escomiu; el mesmu efectu esplica como'l fierro en polvu puede utilizase pa esaniciar el pertecnetato de l'agua (el carbón activáu tamién puede usase pa esi fin). L'efectu sume rápido si la concentración de pertecnetato cai per debaxo d'un mínimu o si añede una alta concentración d'otros iones.

Evidentemente, la naturaleza radiactiva del tecneciu (3 MBq por llitru pa la concentración riquida) fai esti tipu de protección impracticable en casi toles situaciones. Sicasí, la protección ante l'escomiu usando aniones pertecnetato suxurióse (anque nunca aplicáu) pal so usu en reactores d'agua en ebullición.[7]

Nos últimos años de la década de 1970, efectuar con ésitu la electrodeposición del tecneciu sobre dellos sustratos, llevada a cabu por Lichtenberger na Universidá de Virginia como parte d'un estudiu d'investigación sobre l'usu d'emisiones beta débiles pa evitar la degradación biolóxica d'instrumentación marina. Estos estudios fueron atayaos pola baxa estabilidá na agua marino.

Hestoria[editar | editar la fonte]

La busca del elementu 43[editar | editar la fonte]

Dmitri Mendeleev predixo les propiedaes del tecneciu primero que fuera descubiertu.

Mientres munchos años esistió un espaciu vacante na tabla periódica ente'l molibdenu (elementu 42) y el ruteniu (elementu 44). Munchu investigadores de la dómina taben ansiosos por ser los primeres n'afayar y poner nome al elementu 43; el so localización na tabla suxuría que tenía de ser más bono d'afayar qu'otros elementos entá non topaos. En 1828, creyó habese atopáu en menas de platín. Dióse-y el nome de polinio, pero finalmente resultó ser iridiu impuru. Más tarde, en 1846 de nuevu afirmóse afayar l'elementu que nomaron ilmenio, pero determinóse que yera niobiu impuru. Esi erru foi cometíu de nuevu en 1847 cuando s'aseguró afayar el llamáu pelopio.[15] Dimitri Mendeleev predixo qu'esi elementu 43 tenía de ser químicamente similar al manganesu, y llamar eka - manganesu.[16][17]

En 1877, el químicu rusu Serge Kern informó del descubrimientu del elementu nun mineral de platín. Kern bautizar col nome de davyo, n'honor al destacáu químicu inglés Sir Humphry Davy, pero determinóse qu'en realidá se trataba d'un amiestu d'iridiu, rodiu y fierro. Otru candidatu, el lucio, foi'l siguiente en 1896, pero resultó ser itriu. Más tarde, en 1908 el químicu xaponés Masataka Ogawa atopó una evidencia nuna amuesa d'un mineral llamáu torianita que paecía indicar la presencia del elementu 43. Ogawa púnxo-y el nome de niponio, n'honor de Xapón (Nippon en xaponés). Nel añu 2004, H. K. Yoshihara revisó una copia del espectro de rayos X de l'amuesa de torianita na que Ogawa atopó'l niponio grabada nuna placa fotográfica caltenida pola familia del químicu xaponés. L'espectru foi reinterpretado ya indicaba la presencia del elementu 75 (reniu), en llugar del elementu 43.[18]

Los químicos alemanes Otto Berg, Walter Noddack y Día Tacke (estos dos últimos más tarde casaríense) informaron del descubrimento de los elementu 75 y 43 en 1925, nomando a ésti postreru col nome de masurio (n'honor a Masuria, nel este de Prusia, anguaño territoriu polacu, la rexón d'onde procedía la familia de Noddack).[19] El grupu de químicos bombardeó amueses de columbita con un fexe d'electrones y deducieron la presencia del elementu 43 al esaminar espectros de difracción de rayos X. El llargor d'onda de los rayos X ta rellacionada col númberu atómicu al traviés d'una espresión deducida por Henry Moseley en 1913. L'equipu afirmó detectar una leve señal de rayos X al llargor d'onda correspondiente al elementu 43. Otru investigadores contemporaneos nun fueron capaces de reproducir esti esperimentu y, ello ye que foi consideráu como un erru mientres munchos años.[20][21]

En 1998, John T. Armstrong del Institutu Nacional d'Estándares y Tecnoloxía, efectuó simulaciones informátiques de los esperimentos de 1925 y llogró resultaos bien similares a los consiguíos pol equipu de Noddack, y aseguró que taben sofitaos pol trabayu publicáu por David Curtis del Llaboratoriu Nacional Los Álamos sobre la midida de la bayura natural del tecneciu.[20][22] Sicasí, les resultancies esperimentales de Noddack nunca fueron reproducíos, y nunca fueron capaces d'aisllar l'elementu 43. La idea de que Noddack podría efectivamente llograr amueses tecneciu foi propuesta pol físicu belga Pieter van Assche.[23] Assche intentó efectuar un analís a posteriori de los datos de Noddack pa demostrar que la llende de detección del métodu analíticu de Noddack podría ser del orde de 1000 vegaes inferior al valor propuestu nos sos trabayos (10-9).[24] Estos valores fueron usaos por Armstrong p'asemeyar l'espectru de rayos X orixinal. Armstrong afirmó llograr resultaos bien similares al espectru orixinal ensin faer nenguna referencia a ónde fueron publicaos los datos orixinales. D'esta forma, ufiertó un sofitu convincente a la idea de que Noddack efectivamente identificó la fisión del masurio, basándose en datos espectrales.[25] Sicasí, Gunter Herrmann, de la Universidá de Maguncia, dempués d'un minuciosu estudiu demostró que los argumentos de van Assche tuvieron que ser desenvueltos ad hoc p'afaese de manera un tanto forzada a les resultancies primeramente establecíes. Amás, el conteníu en 99Tc esperáu nuna amuesa típica de pechblenda (50 % d'uraniu) ye aprosimao de 10-10 g·(kg de mineral)-1 y, cuidao que l'uraniu nunca entepasó'l 5 % (aprosimao) nes amueses de columbita de Noddack, la cantidá d'elementu 43 nun pudo entepasar los 3·10-11 μg·(kg de mineral)-1.[26][27] Ye claro que tan nimia cantidá nun pudo ser pesada, nin a partir d'ella pudieron llograse llínees espectrales de rayos X que pudieren ser claramente estremaes del ruiu. La única forma de detectar la so presencia ye a partir de midíes de radiactividad, una técnica que Noddack nun emplegó,[27] pero que sí lo fixeron Segrè y Perrier.[28]

Descubrimientu oficial y hestoria posterior[editar | editar la fonte]

Emilio Segrè foi'l codescubridor del tecneciu.

El descubrimientu del elementu 43 foi finalmente confirmáu nun esperimentu en 1937 lleváu a cabu na Universidá de Palermo (Sicilia), por Carlo Perrier y Emilio Segrè. Pel branu de 1936, Segrè y la so esposa visitaron los Estaos Xuníos. Primero tuvieron en Nueva York, na Universidá de Columbia, onde Segrè pasara'l branu anterior, y dempués en Berkeley nel Llaboratoriu de Radiación Ernest O. Lawrence. Segrè convenció al inventor del ciclotrón, Lawrence, por que-y venciera dalguna de les partes refugaes del ciclotrón que s'habíen vueltu radiactives. A principios de 1937, Lawrence unvió-y una fueya de molibdenu que formaba parte del deflector del ciclotrón. Segrè animó al so esperimentáu colega Perrier a que lu ayudar a intentar demostrar por aciu química comparativa que l'actividá del molibdenu yera en realidá causada por un elementu con Z = 43, elementu inesistente na naturaleza por cuenta de la inestabilidá que presenta pola desintegración nuclear. Con una considerable dificultá, fueron capaces d'aisllar tres periodos de desintegración distintos (90, 80 y 50 díes) que correspondíen a los isótopos 95Tc y 97Tc del tecneciu, nome dáu más tarde por Perrier y Segrè al primer elementu químicu sintetizáu pol home.[29][30] La Universidá de Palermo oficialmente quixo que l'elementu fuera bautizáu como panormio, una y bones el nome en llatín de Palermo ye Panormus. En llugar d'esi nome, el investigadores decidieron nomar al nuevu elementu usando la palabra griega technètos, que significa "artificial", por ser el primer elementu producíu de forma artificial.[19] Segrè volvió a Berkeley y darréu buscó a Glenn T. Seaborg. Ellí aisllaron l'isótopu 99mTc, qu'agora s'usa en más de 10.000.000 de procedimientos médicos diagnósticos al añu.

En 1952, l'astrónomu Paul W. Merrill en California detectó la señal espectral del tecneciu (en concretu, a los llargores de 403,1 nm, 423,8 nm, 426,8 nm y 429,7 nm) na lluz emitida por xigantes coloraes del tipu S.[7] Estes estrelles masives cercanes a la fin de la so vida yeren riques nesti elementu de vida curtia, lo que significaba que les reacciones nucleares que tienen llugar nes estrelles podíen xeneralo. Esta evidencia foi usada pa sofitar la teoría ensin probar de que nes estrelles produz la nucleosíntesis d'elementos pesaos.[31] Más apocayá, diches observaciones apurrieron les pruebes de que los elementos yeren formaos pola captura de neutrones nel procesu-S.[7]

Dende esti descubrimientu, s'han intentando buscar fontes naturales de tecneciu en materiales terrestres. En 1962, foi aislláu ya identificáu 99Tc nuna amuesa de pechblenda procedente del Congo Belga, en bien baxes concentraciones (aprosimao 0,2 ng·kg-1);[7] la so presencia yera debida a la fisión bonal del 238O. Esti descubrimientu foi fechu por B. T. Kenna y P. K. Kuroda.[32] Hai pruebes de que nel reactor natural de fisión natural de Oklo produciéronse cantidaes significatives de 99Tc, que se desintegraron aniciando 99Ru.[33]

Bayura y llogru[editar | editar la fonte]

Llogru natural[editar | editar la fonte]

Cuidao que el tecneciu ye inestable, namái esisten perpequeñes traces na corteza terrestre aniciaes pola fisión bonal del uraniu. En 1999, David Curtis (ver enriba) envaloró que nun kilogramu d'uraniu ta conteníu aprosimao 1 ng (10-9 g) de tecneciu.[34] Atopóse tecneciu d'orixe estraterrestre n'estrelles xigantes coloraes (tipos S, M y N) por aciu l'analís del espectru de la lluz emitida poles mesmes.[35]

Subproductu en borrafes de fisión nuclear[editar | editar la fonte]

Productos de fisión de vida llarga

En contraste cola escasa bayura natural, cada añu llógrense grandes cantidaes de 99Tc a partir de banielles de combustible nuclear usaes, que contienen dellos productos de fisión. La fisión d'un gramu del isótopu 235O nos reactores nucleares produz 27 mg de 99Tc, dando un rendimientu total en tecneciu del 6,1%.[36] Otros isótopos fisibles tamién producen rendimientos similares.[7]

Envalórase qu'hasta l'añu 1994, produxérense unes 78 tonelaes métriques de tecneciu nos reactores nucleares, que son la principal fonte d'esti elementu na Tierra.[37] Sicasí, namái una fracción del total de la producción de tecneciu ye usada comercialmente. Dende l'añu 2005, el 99Tc atopar a disposición d'aquellos que tengan un permisu de l'autoridá competente por un preciu averáu de $83 por gramu, más gastos d'embalaxe.[38]

La fisión nuclear del 235O y del 239Pu dexa un rendimientu moderáu de tecneciu (99Tc), asina que esti elementu ta presente nes borrafes radiactives de los reactores de fisión, y tamién ye producíu tres la detonación d'una bomba de fisión. La cantidá de tecneciu producíu artificialmente na naturaleza devasa la cantidá de tecneciu natural en gran midida. Esto debe a la lliberación producida nes pruebes nucleares llevaes a cabu al campu, según nos procesos de tratamientu de borrafes nucleares. El 99Tc supon el principal componente de la basura nuclear, en parte por cuenta de la so relativamente grande periodu de semidesintegración. La so desintegración, midida en becquerels por cantidá de combustible gastáu, algama valores bien importantes inclusive ente 104 y 106 años dempués de la xeneración de les borrafes nucleares.[37]

Envalórase qu'hasta l'añu 1994 lliberáronse al ambiente unu 250 kg de 99Tc como resultáu de la realización de pruebes nucleares.[37] La cantidá de 99Tc lliberada polos reactores nucleares hasta 1986 envalórase que ye del orde de 1600 kg, principalmente nel reprocesamiento del combustible nuclear; la mayor parte foi arramada al mar. Nos últimos años, los métodos de reprocesamiento ameyoraron p'amenorgar les emisiones, pero dende l'añu 2005 la principal fonte de lliberación de 99Tc a la naturaleza ye la planta de Sellafield, que lliberó unos 900 kg ente los años 1995 y 1999 al mar d'Irlanda. A partir de 2000 regulóse la cantidá que se lliberar al ambiente, llindándola a unos 140 kg al añu.[39]

Como resultancia del reprocesamiento del combustible nuclear, el tecneciu arramóse al mar en numberosos llugares, y dellos mariscos contienen cantidaes pequeñes, pero detectables. Por casu, la llagosta de Cumbria occidental contien pequeñes cantidaes d'esti elementu.[40] Les bacteries anaeróbicas del xéneru Clostridium son capaces d'amenorgar el Tc(VII) hasta Tc(IV). Diches bacteries xueguen un importante papel nel amenorgamientu del fierro, manganesu y uraniu, modificando la solubilidá d'estos elementos nos suelos y sedimentos. La so capacidá p'amenorgar el tecneciu puede determinar en gran midida la localización de les borrafes industriales.[41]

El llargu periodu de semidesintegración del 99Tc y la so capacidá pa formar especies aniónicas (xuntu col 129I) son dos característiques importantes a tener en cuenta a la hora del almacenamientu al llargu plazu de borrafes nucleares d'alta radiactividad. Amás, munchos de los métodos diseñaos pa esaniciar productos de fisión en corrientes de procesos de plantes de reprocesamiento basar n'esaniciar especies catiónicas como'l cesiu (por casu, el 137Cs) y el estroncio (por casu, el 90Sr). Esaniciaes diches especies catiónicas, el tecneciu puede quedar na forma de pertecnatio aniónico. Les actuales opciones nel almacenamientu de borrafes nucleares decantar pol enterramientu en roca xeolóxicamente estable. El riesgu principal nel almacenamientu ye que les borrafes probablemente entren en contactu cola agua, lo que podría provocar l'espardimientu ambiental de la contaminación radiactiva. El pertecnetato aniónico y el yoduro son más difíciles de adsorber sobre les superficies de los minerales y pollo tienen muncha más movilidá.

En comparanza, el plutoniu, l'uraniu y el cesiu tienen muncha mayor capacidá pa xunise a partícules del suelu. Por esti motivu, la química ambiental del tecneciu ye una área activa d'investigación. Un métodu alternativu pal almacenamientu de borrafes, la transmutación, foi lleváu a cabu nel CERN pal 99Tc. Nesti procesu de transmutación, el tecneciu (99Tc como "blancu") ye bombardeado con neutrones formando l'isótopu 100Tc (periodu de semidesintegración = 16 s) que sufre una desintegración beta hasta ruteniu (100Ru). Un inconveniente d'esti procesu ye la necesidá de tener un tecneciu de bien alta pureza como blancu. Ente que la presencia de traces d'otros productos de fisión son capaces d'aumentar llixeramente l'actividá del blancu irradiáu, si diches traces son d'actínidos menores (tales como americiu y curiu) va dase un procesu de fisión que va aniciar los productos de fisión correspondientes. D'esta manera, la presencia d'una pequeña cantidá de actínidos menores conduz a un peraltu nivel de radiactividad nel blancu irradiáu. La formación de 106Ru (periodu de semidesintegración: 374 díes) a partir de la fisión ye capaz d'aumentar l'actividá del ruteniu metálicu final, que va riquir dempués un llargu tiempu d'enfriamientu tres la irradiación pa poder ser usáu.

La producción real del 99Tc a partir de combustible nuclear gastáu ye un procesu llargu. Mientres el reprocesamiento del combustible, el 99Tc apaez nel líquidu residual, que ye altamente radiactivu. Dempués de dellos años d'almacenamientu, la radiactividad aparra hasta un puntu nel que la estracción de los isótopos de vida llarga, incluyendo'l 99Tc, ye facederu. Empléguense numberosos procesos químicos d'estracción pa llograr 99Tc metálicu d'alta pureza.[7]

Activación neutrónica del molibdenu o otros elementos puros[editar | editar la fonte]

L'isótopu metaestable (el núcleu atopar n'estáu escitáu) 99mTc xenérase como productu a partir de la fisión del uraniu o'l plutoniu nos reactores nucleares. Yá que ta dexáu almacenar el combustible nuclear usáu mientres años enantes de ser reprocesado, tol 99Mo y el 99mTc van haber ablayáu cuando dichos productos de fisión sían separaos de los otros actínidos nel reprocesamiento nuclear convencional. El rafinato PUREX va contener una alta concentración de tecneciu na forma de TcO4-, siendo nel so gran parte 99Tc. La inmensa mayoría del 99mTc usáu con fines médicos aniciar a partir de 99Mo que se crea a partir de l'activación neutrónica del 98Mo. El 99Mo tien un periodu de semidesintegración de 67 hores, y el 99mTc (con un periodu de semidesintegración de tan solo 6 hores) aníciase de cutio a partir de la so desintegración.[42] Los hospitales estrayen dempués químicamente el tecneciu de la solución usando un xenerador de 99mTc.

El xenerador de tecneciu más común ye una columna de alúmina que contien 98Mo; na midida que l'aluminiu tien una sección tresversal de captura neutrónica pequeña, ye conveniente qu'una columna d'alúmina contenga 98Mo inactivu pa ser irradiáu con neutrones, dando llugar a una columna de 99Mo radiactivu, pal xenerador de tecneciu.[43] Trabayando d'esta miente, nun hai necesidá d'efectuar complexos procedimientos químicos que podríen riquir dixebrar el molibdenu del amiestu de productos de fisión. Esti métodu alternativu rique qu'un blancu d'uraniu arriquecíu sía irradiáu con neutrones pa formar 99Mo como productu de fisión que darréu ye separáu.[44]

Esisten otros isótopos del tecneciu, pero nun se llogren en cantidaes significatives por fisión; cuando se precisen, llograr por irradiación con neutrones d'isótopos de la mesma familia (por casu, el 97Tc puede aniciase irradiando con neutrones el 96Ru).

Isótopos[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Anexu:Isótopos de tecneciu

El tecneciu ye unu de los dos elementos, dientro de los 82 primeros, que nun tener isótopos estables (ello ye que ye elementu col númberu atómicu más baxu que ye puramente radiactivu); l'otru elementu ye'l promecio.[45] Los radioisótopos más estables del tecneciu son el 98Tc (periodu de semidesintegración: 4,2 millones d'años), el 97Tc (periodu de semidesintegración: 2,6 millones d'años) y el 99Tc (periodu de semidesintegración: 211,1 miles d'años).[46]

Caracterizáronse otros ventidós radioisótopos con mases atómiques que tomen dende les 87,933 o (88Tc) hasta les 112,931 o (113Tc). La mayoría de los sos periodos de semidesintegración son menores a una hora; les esceiciones son el 93Tc (periodu de semidesintegración: 2,75 hores), 94Tc (periodu de semidesintegración: 4,883 hores), 95Tc (periodu de semidesintegración: 20 hores) y 96Tc (periodu de semidesintegración: 4,28 díes).[46]

El tecneciu tien tamién numberosos meta-estaos. El 97mTc ye'l más estable, con un periodu de semidesintegración de 90,1 díes (0,097 eV). Sígue-y el 95mTc (periodu de semidesintegración: 61 díes, 0,038 eV), el 99mTc (periodu de semidesintegración: 6,01 hores, 0,143 eV). El 99mTc namái emite rayo gamma, desintegrándose hasta 99Tc.[46]

Pa los isótopos más llixeros que l'isótopu 98Tc, la manera primaria de desintegración ye la captura electrónica, aniciando molibdenu. Pa los isótopos más pesaos, la manera primaria ye la emisión beta, aniciando ruteniu, cola esceición del 100Tc que puede desintegrarse tantu por emisión beta como por captura electrónica.[46][47]

El 99Tc ye l'isótopu más común y el más bono de llograr, yá que ye productu mayoritariu de la fisión del 235O. Un gramu de 99Tc produz 6,2·108 desintegraciones per segundu (esto ye 0,62 GBq·g-1).[48]


Estabilidá de los isótopos del tecneciu[editar | editar la fonte]

El tecneciu y el promecio son elementos llixeros pocu convencionales, yá que nun tener isótopos estables. El porqué d'esti fechu ye daqué complicáu. Usando'l modelu de la gota líquida pa los núcleos atómicos, puede llograse una fórmula semi-empírica pa la enerxía d'enllaz d'un núcleu. Esta fórmula prediz un "valle d'estabilidá beta" según qué núclidos nun sufren desintegración beta. Los núclidos que devasen les fronteres del valle tienden a desintegrarse con emisión beta, dirixiéndose escontra'l centru del valle (emitiendo un electrón, un positrón, o prindando un electrón). Pa un númberu fixu de nucleones A, les enerxíes d'enllaz tán descrites por una o más paráboles, col núclido más estable no fondero. Puede haber más d'una parábola porque los isótopos con un númberu par de protones y un númberu par de neutrones son más estable que los isótopos con un númberu impar de neutrones y un númberu par de protones. Una sola emisión beta tresforma, poro, un núclido d'un tipu nun núclido del otru tipu. Cuando namái hai una parábola, namái puede haber un isótopu estable que la so enerxía ye descrita pola mesma. Cuando hai dos paráboles, esto ye, cuando'l númberu de nucleones ye par, puede asoceder (raramente) qu'haya un núcleu estable con un númberu impar de neutrones y un númberu impar de protones (anque esto namái asocede en cuatro casos). Sicasí, si esto asocede, nun puede haber isótopos estables con un númberu par de neutrones y un númberu par de protones.

Pal tecneciu (Z=43), el valle d'estabilidá beta ta centráu alredor de los 98 nucleones. Sicasí, pa cada númberu de nucleones dende'l 95 al 102, yá hai siquier un núclido estable tantu pal molibdenu (Z=42) como pal ruteniu (Z=44). Pa los isótopos con númberu impar de nucleones, esto darréu torga la posibilidá d'un isótopu estable de tecneciu, yá que namái puede haber un núclido estable con un númberu impar fixu de nucleones. Pa los isótopos con un númberu par de nucleones, cuidao que el tecneciu tien un númberu impar de protones, cualquier isótopu tien de tener tamién un númberu impar de neutrones. Nesti casu, la presencia d'un núclido estable col mesmu númberu de nucleones y un númberu par de protones fai imposible que'l núcleu sía estable.[49]

Referencies[editar | editar la fonte]

Trabayos citaos[editar | editar la fonte]

Publicaciones
Tabla
  • «Technetium» (inglés). WebElements.com., y «Technetium» (inglés). EnvironmentalChemistry.com.
  • «Nuclide Chart» (inglés). Nudat 2. National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory.
  • «Nuclides and Isotopes» (inglés). Chart of the Nuclides 14th Edition. Xeneral Electric Company.

Notes[editar | editar la fonte]

  1. Besing, A.S. y Wieckowski, A.. «[http://www.electrochem.org/dl/ma/201/pdfs/0314.pdf Ion Adsorption Studies On Aluminum]» (inglés) (PDF). Department of Chemistry and Frederick Seitz Materials Research Laboratory, University of Illinois, Urbana, IL 61801. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  2. «Technetium» (inglés). Periodic Table of the Elements. Los Alamos National Laboratory, Chemistry Division. Archiváu dende l'orixinal, el 28 de payares de 2015. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  3. The Encyclopedia of the Chemical Elements, páxina 691, "Chemical Properties", párrafu 1
  4. The Encyclopedia of the Chemical Elements, páxina 692, "Analytical Methods of Determination", párrafu 1
  5. The CRC Handbook, 85th edition, Line Spectra of the Elements
  6. The Encyclopedia of the Chemical Elements, páxina 691, párrafu 1
  7. 7,00 7,01 7,02 7,03 7,04 7,05 7,06 7,07 7,08 7,09 7,10 7,11 Schwochau, Technetium
  8. Technetium as a Material for AC Superconductivity Applications
  9. Replacement Nuclear Research Reactor- Environmental Impact Statement, ANSTO (Australian Nuclear Science and Technology Organisation) and PPK environmental consultants, páxina 6-9, "A. Production of Medical Radiopharmaceuticals", "Currently around 80 percent of all nuclear medicine procedures use the radioisotope technetium-99m..."
  10. Referencia pa tou lo rellacionao col usu médicu del 99mTc, sacante cuando s'especifiquen otres referencies: Nature's Building Blocks, páxina 423, "Medical Element", párrafos 2–4
  11. The Encyclopedia of the Chemical Elements, páxina 693, "Applications", párrafu 3 y Guide to the Elements, páxina 123, párrafu 3
  12. Nature's Building Blocks, páxina 423, "Medical Element", párrafu 2
  13. 13,0 13,1 Technetium heart scan
  14. The Encyclopedia of the Chemical Elements, páxina 693, "Applications", párrafu 3
  15. History of the Origin of the Chemical Elements and Their Discoverers, Individual Element Names and History, "Technetium"
  16. Fersman, A obra Xeoquímica recreativa. «Capítulu 6: El sistema periódicu de los elementos de Mendeleev nos nuesos díes» (español). Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  17. Reciu Miñarro, Joaquín. «Tecneciu» (español). Química Web. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  18. «Discovery of a new element 'nipponium': re-evaluation of pioneering works of Masataka Ogawa and his son Eijiro Ogawa». Atomic spectroscopy (Spectrochim. acta, Part B) vol. 59. 2004. 
  19. 19,0 19,1 Elentymolgy and Elements Multidict, "Technetium"
  20. 20,0 20,1 Armstrong, John T.. «Technetium» (inglés). Chemical & Engineering News. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  21. Nies, Kevin A.. «Día Tacke and the warfare behind the discovery of fission» (inglés). Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  22. Armstrong, John T.. «Technetium» (inglés). Chemical & Engineering News. Consultáu'l 22 de febreru de 2008. «Emplegando algoritmos de primeros principios pa la xeneración espectral d'emisión de rayos X desenvueltos nel NIST, asemeyé l'espectru de rayos X que cabría esperar pa les estimaciones inciales de Van Assche pa les composiciones residuales de Noddack. ¡Les primeres resultancies yeren sorprendemente asemeyaes a los del so espectru publicáu! Mientres los dos años siguientes, refinamos la nuesa reconstrucción de los sos métodos analíticos y ellaboramos simulaciones más sofisticaes. La concordanza ente los espectros simulaos y los reparaos ameyoró abondo. El nuesu cálculu de la cantidá d'elementu 43 riquíu pa xenerar el so espectru ye abondo similar a les midíes directes de la bayura natural del tecneciu en menas d'uraniu publicaes en 1999 por Dave Curtis y los sos colegues en Los Alamos. Nun podemos atopar otra esplicación plausible pa los datos de Noddack que nun sía la de que, efectivamente, detectaron la fisión del masurio
  23. van Assche, P. H. M. Nucl. Phys. 1988, A480, 205-214
  24. Noddack, W.; Tacke, I.; Berg, O. Naturwissenshaften 1925, 13, 567-574
  25. Armstrong, J. T. Chem. Eng. News 2003, 81 (36), 110
  26. Kenna, B. T.; Kuroda, P. K. J. Inorg. Nucl. Chem. 1961, 23, 142-144
  27. 27,0 27,1 Habashi, F. Día Noddack (1896-1978). Personal Recollections on the Occasion of 80th Anniversary of the Discovery of Rhenium; Laval University: Quebec City, Canada, 2005, p 59
  28. Zingales, Roberto. «The History of Element 43 - Technetium» (inglés). Journa of Chemical Education Vol. 83, Nº 2. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  29. Emsley, John. «Technetium» (inglés). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements páxs. 424. Oxford University Press. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  30. «Technetium» (inglés). Periodic Table of the Elements. Los Alamos National Laboratory, Chemistry Division. Archiváu dende l'orixinal, el 28 de payares de 2015. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  31. Nature's Building Blocks, páxina 422, "Cosmic Element", párrafu 1
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  33. «Technetium» (inglés). Periodic Table of the Elements. Los Alamos National Laboratory, Chemistry Division. Archiváu dende l'orixinal, el 28 de payares de 2015. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  34. Nature's Building Blocks, páxina 423, "Element of History", párrafu 2
  35. «Technetium» (inglés). Periodic Table of the Elements. Los Alamos National Laboratory, Chemistry Division. Archiváu dende l'orixinal, el 28 de payares de 2015. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  36. Encyclopedia of the Chemical Elements, páxina 690, "Sources of Technetium", párrafu 1
  37. 37,0 37,1 37,2 Topics in current chemistry, vol 176, "Technetium in the environment"
  38. The CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th edition, The Elements
  39. Technetium-99 behaviour in the terrestrial environment
  40. Gut transfer and doses from environmental technetium
  41. Arokiasamy J. Francis, Cleveland J. Dodge, G. Y. Meinken. «Biotransformation of pertechnetate by Clostridia» (inglés). Radiochimica Acta 90 páxs. 791- 797. Consultáu'l 22-02-2008 (rique rexistru).
  42. Nature's Building Blocks, páxina 423, párrafu 2
  43. The radiochemical manual
  44. Snelgrove, J. L.; et al.. «Development and Processing of LEU Targets for Mo-99 Production» (inglés). Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  45. «Technetium» (inglés). Periodic Table of the Elements. Los Alamos National Laboratory, Chemistry Division. Archiváu dende l'orixinal, el 28 de payares de 2015. Consultáu'l 22 de febreru de 2008.
  46. 46,0 46,1 46,2 46,3 EnvironmentalChemistry.com, "Technetium", Nuclides / Isotopes
  47. CRC Handbook, 85th edition, table of the isotopes
  48. The Encyclopedia of the Chemical Elements, páxina 693, "Toxicology", párrafu 2
  49. RADIOCHEMISTRY and NUCLEAR CHEMISTRY

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]






Tecnecio