Технециум (43Tc) — еден од двата елементи со Z <83 кои немаат стабилни изотопи; другиот таков елемент е прометиум.[3] Тој е првенствено вештачки, со траги кои постојат во природата произведени со спонтано цепење (се проценува дека има околу 2,5 грама 99Tc по грам уранинит) или неутронски зафат со молибден. Првите изотопи што биле синтетизирани биле
97Tc и 99Tc во 1936 година, првиот вештачки елемент што е произведен. Најстабилните радиоизотопи се 97Tc (полураспад од 4.21 милиони години), 98Tc (полураспад: 4.2 милиони години), и 99Tc (полураспад: 211,100 години).[4][5]
Триесет и три други радиоизотопи се карактеризираат со атомски маси кои се движат од 85Tc до 120Tc. [6] Повеќето од нив имаат полураспад кои се помалку од еден час; исклучоците се 93Tc (полураспад: 2,75 часа), 94Tc (полураспад: 4,883 часа), 95Tc (полураспад: 20 часа) и 96Tc (полураспад: 4,28 дена). [7]
Технециумот има и бројни мета состојби. 97mTc е најстабилен, со полураспад од 91,0 дена (0,097 MeV). Ова е проследено со 95mTc (полураспад: 61 ден, 0,038 MeV) и <sup id="mwTQ">99m</sup>Tc (полураспад: 6,04 часа, 0,143 MeV). 99mTc емитува само гама зраци, последователно распаѓање до 99Tc.
За изотопи полесни од 98Tc, примарниот режим на распаѓање е електронски зафат до изотопи на молибден. За потешките изотопи, примарниот режим е бета емисија во изотопи на рутениум, со исклучок што 100Tc може да се распадне и со бета емисија и со електронски зафат.
Технециум-99m е карактеристичен изотоп на технециум кој се употребува во индустријата за јадрена медицина. Неговиот изомерски премин со ниска енергија, која дава гама-зраци на ~ 140,5 keV, е идеален за снимање со помош на компјутерска томографија со единечна фотонска емисија (SPECT) . Неколку изотопи на технециум, како што се 94mTc, 95Tc и 96Tc, кои се произведуваат преку (p,n) реакции со користење на циклотрон на молибденски цели, исто така се идентификувани како потенцијална позитронска емисиона томографија (ПЕТ) или агенси кои емитуваат гама за медицински слики. [8][9][10] Технециум-101 е произведен со користење на неутронски генератор базиран на DD-соединување од 100Mo(n,γ) 101Mo реакција на природен молибден и последователно бета-минус распаѓање од 101Mo до 101Tc. И покрај неговиот пократок полураспад (т.е. 14,22 мин), 101Tc покажува уникатни карактеристики на распаѓање погодни за радиоизотопски дијагностички или терапевтски процедури, каде што е предложено неговата имплементација, како додаток за двојна изотопска слика или замена за 99mTc, може да се изврши со нега на лице место на местото на производство и издавање на пациентот. [11]
Технециум-99 е најчестиот и најлесно достапен изотоп, бидејќи е главен производ на цепење на актиниоди како ураниум и плутониум со принос на таквите производи од 6% или повеќе, и всушност најзначајниот долговечен производ за цепење. Полесните изотопи на технециумот речиси никогаш не се произведуваат при цепење бидејќи иницијалните производи на цепење вообичаено имаат повисок сооднос неутрони/протон отколку што е стабилен за нивниот опсег на маса, и затоа се подложени на бета распаѓање додека не го достигнат крајниот производ. Бета распаѓањето на производите на цепење со маса 95-98 запира на стабилните изотопи на молибден од тие маси. За маса од 100 и поголема, изотопите на технециум од тие маси се многу краткотрајни и брзо се распаѓаат во изотопи на рутениум. Затоа, технециумот во потрошеното јадрено гориво е практично сите 99Tc. Во присуство на брзи неутрони мала количина од 98 Tc ќе биде произведен од (n,2n) „нокаут“ реакции. Ако е посакувана јадрена преобразба на технициум добиен од цепење или отпад од технициум од медицински употреби, брзите неутрони затоа не се пожелни како долговечните 98 Tc се зголемува наместо да ја намалува долговечноста на радиоактивноста во материјалот.
Еден грам од 99Tc произведува 6,2 дезинтеграции во секунда (т.е. 0,62 G Bq / g).
Технециумот нема првобитни изотопи и не се јавува во природата во значителни количини, па затоа не може да се даде стандардна атомска тежина.
↑( ) – Неизвесноста (1σ) е дадена во концизен облик во загради по соодветните последни цифри.
↑# – Атомска маса означена со #: вредноста и неизвесноста не се само изведени само од опитни податоци, туку барем делумно од трендови од масената површина (TMS).
↑Задебелен закосен симбол како изведен – Изведениот производ е речиси производ.
↑Задебелен симбол како изведен – Изведениот производ е стабилен.
↑( ) спинова вредност – Означува спин со слаби зададени аргументи.
↑ 8,08,1# – Вредностите означени со # не се само изведени од опитни податоци, туку барем делумно и од трендови во соседните нуклиди (TNN).
Стабилност на изотопи на технециум
Технециумот и прометиумот се невообичаени лесни елементи по тоа што немаат стабилни изотопи. Користејќи го моделот на течни капки за атомски јадра, може да се изведе полуемпириска формула за енергијата на врзување на јадрото. Оваа формула предвидува „долина на бета стабилност“ по која нуклидите не подлежат на бета-распад. Нуклидите кои се наоѓаат „нагоре по ѕидовите“ на долината имаат тенденција да се распаѓаат со бета-распад кон средината (со електронск емитување, емитување позитрон или електронски зафат). За фиксен број на нуклеони А, енергиите на врзување лежат на една или повеќе параболи, со најстабилниот нуклид на дното. Може да има повеќе од една парабола бидејќи изотопите со парен број протони и парен број неутрони се постабилни од изотопите со непарен број неутрони и непарен број протони. Едно бета распаѓање потоа се претвара едно во друго. Кога има само една парабола, може да има само еден стабилен изотоп кој се наоѓа на таа парабола. Кога има две параболи, односно кога бројот на нуклеоните е парен, може да се случи (ретко) да има стабилно јадро со непарен број неутрони и непарен број на протони (иако тоа се случува само во пет случаи: 2H, 6Li, 10B, 14N и 18mTa ). Меѓутоа, ако тоа се случи, не може да има стабилен изотоп со парен број на неутрони и парен број на протони.
За технициум (З = 43), долината на бета стабилност се наоѓа на околу 98 нуклеони. Меѓутоа, за секој број на нуклеони од 94 до 102, веќе има барем еден стабилен нуклид од кој било молибден (Z = 42) или рутениум ( Z = 44), а Матауховото изобарското правило вели дека два соседни изобари не можат да бидат стабилни. [14] За изотопи со непарен број нуклеони, ова веднаш исклучува стабилен изотоп на технициум, бидејќи може да има само еден стабилен нуклид со фиксен непарен број на нуклеони. За изотопи со парен број на нуклеони, бидејќи технециумот има непарен број на протони, секој изотоп мора да има и непарен број на неутрони. Во таков случај, присуството на стабилен нуклид кој има ист број на нуклеони и парен број на протони ја исклучува можноста за стабилно јадро. [14]
↑Bigott, H. M.; Mccarthy, D. W.; Wüst, F. R.; Dahlheimer, J. L.; Piwnica-Worms, D. R.; Welch, M. J. (2001). „Production, processing and uses of 94mTc“. Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals (англиски). 44 (S1): S119–S121. doi:10.1002/jlcr.2580440141. ISSN1099-1344.
↑Morley, Thomas; Benard, Francois; Schaffer, Paul; Buckley, Kenneth; Hoehr, Cornelia; Gagnon, Katherine; McQuarrie, Steve; Kovacs, Michael; Ruth, Thomas (2011-05-01). „Simple, rapid production of Tc-94m“. Journal of Nuclear Medicine (англиски). 52 (supplement 1): 290. ISSN0161-5505.
↑Wang, Meng; Huang, W.J.; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (2021). „The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*“. Chinese Physics C. 45 (3): 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf.
_NIST_ASD_emission_spectrum.png)
