Technetium ist das chemische Element mit der Atomnummer 43 und Symbol Tc. Es ist das niedrigste Atomnummer-Element ohne irgendwelche stabilen Isotope; jede Form davon ist radioaktiv. Fast das ganze Technetium wird synthetisch erzeugt, und nur Minutenbeträge werden in der Natur gefunden. Natürlich vorkommendes Technetium kommt als ein spontanes Spaltungsprodukt in Uran-Erz oder durch die Neutronfestnahme in Molybdän-Erzen vor. Die chemischen Eigenschaften dieses silberfarbenen grauen, kristallenen Übergang-Metalls sind zwischen Rhenium und Mangan Zwischen-.

Viele Eigenschaften des Technetiums wurden von Dmitri Mendeleev vorausgesagt, bevor das Element entdeckt wurde. Mendeleev hat eine Lücke in seinem Periodensystem bemerkt und hat dem unentdeckten Element den provisorischen Namen ekamanganese (Em) gegeben. 1937 ist Technetium (spezifisch das Technetium 97 Isotop) das erste vorherrschend künstliche Element geworden, das, folglich sein Name (vom Griechen zu erzeugen ist, "künstlich" bedeutend).

Sein kurzlebiges Gammastrahl-Ausstrahlen Kernisomer — Technetium-99m — wird in der Kernmedizin für ein großes Angebot an diagnostischen Tests verwendet. Technetium 99 wird als ein Gamma Quelle ohne Strahlen von Beta-Partikeln verwendet. Langlebige Technetium-Isotope erzeugt sind gewerblich Nebenprodukte der Spaltung von Uran 235 in Kernreaktoren und werden aus Kernbrennstoff-Stangen herausgezogen. Weil kein Isotop des Technetiums eine Halbwertzeit hat, die länger ist als 4.2 Millionen Jahre (Technetium 98), hat seine Entdeckung 1952 in roten Riesen, die Milliarden von Jahren sind, geholfen, die Theorie auszupolstern, dass Sterne schwerere Elemente erzeugen können.

Geschichte

Suche nach Element 43

Von den 1860er Jahren im Laufe 1871 haben frühe Formen des von Dimitri Mendeleev vorgeschlagenen Periodensystems eine Lücke zwischen Molybdän (Element 42) und Ruthenium (Element 44) enthalten. 1871 hat Mendeleev vorausgesagt, dass dieses fehlende Element den leeren Platz unter Mangan besetzen und deshalb ähnliche chemische Eigenschaften haben würde. Mendeleev hat ihm den provisorischen Namen ekamanganese gegeben (von eka-, dem sanskritischen Wort für ein), weil das vorausgesagte Element ein Platz unten vom bekannten Element-Mangan war.

Viele frühe Forscher, sowohl vorher als auch nach dem Periodensystem wurden veröffentlicht, waren eifrig, erst zu sein, um das fehlende Element zu entdecken und zu nennen; seine Position im Tisch hat darauf hingewiesen, dass es leichter sein sollte zu finden als andere unentdeckte Elemente. Wie man zuerst dachte, war es in Platin-Erzen 1828 gefunden worden und wurde der Name polinium gegeben, aber erwiesen, um unreines Iridium zu sein. Dann, 1846, wie man forderte, war das Element ilmenium entdeckt worden, aber wurde später beschlossen, unreines Niobium zu sein. Dieser Fehler wurde 1847 mit der "Entdeckung" von pelopium wiederholt.

1877 hat der russische Chemiker Serge Kern das Entdecken des fehlenden Elements in Platin-Erz gemeldet. Kern hat genannt, was er gedacht hat, war das neue Element davyum (nach dem bekannten englischen Chemiker Herr Humphry Davy), aber es wurde schließlich beschlossen, eine Mischung des Iridiums, Rhodiums und Eisens zu sein. Ein anderer Kandidat, lucium, ist 1896 gefolgt, aber es wurde beschlossen, Yttrium zu sein. Dann 1908 hat der japanische Chemiker Masataka Ogawa Beweise im Mineral thorianite gefunden, den er gedacht hat, hat die Anwesenheit des Elements 43 angezeigt. Ogawa hat das Element nipponium, nach Japan genannt (der Nippon in Japanisch ist). 2004 hat H. K Yoshihara "eine Aufzeichnung des Röntgenstrahl-Spektrums der nipponium Probe von Ogawa von thorianite verwendet [der] in einem fotografischen von seiner Familie bewahrten Teller enthalten wurde. Das Spektrum wurde gelesen und hat die Abwesenheit des Elements 43 und die Anwesenheit des Elements 75 (Rhenium) angezeigt."

Deutsche Chemiker Walter Noddack, Otto Berg und Ida Tacke haben die Entdeckung des Elements 75 und Elements 43 1925 gemeldet, und haben Element 43 masurium genannt (nachdem Masuria im östlichen Preußen, jetzt in Polen, das Gebiet, wo die Familie von Walter Noddack entstanden ist). Die Gruppe hat columbite mit einem Balken von Elektronen bombardiert und hat Element 43 abgeleitet ist durch das Überprüfen der Röntgenstrahl-Beugung spectrograms da gewesen. Die Wellenlänge der erzeugten Röntgenstrahlen ist mit der Atomnummer durch eine Formel verbunden, die von Henry Moseley 1913 abgeleitet ist. Die Mannschaft hat behauptet, ein schwaches Röntgenstrahl-Signal an einer Wellenlänge zu entdecken, die durch das Element 43 erzeugt ist. Spätere Experimentatoren konnten die Entdeckung nicht wiederholen, und sie wurde als ein Fehler viele Jahre lang abgewiesen. Und doch, 1933 hat eine Reihe von Artikeln über die Entdeckung von Elementen den Namen masurium für das Element 43 angesetzt. Debatte besteht noch betreffs, ob die 1925-Mannschaft wirklich Element 43 entdeckt hat.

Offizielle Entdeckung und spätere Geschichte

Die Entdeckung des Elements 43 wurde schließlich in einem Experiment im Dezember 1936 an der Universität von Palermo in Sizilien bestätigt, das von Carlo Perrier und Emilio Segrè geführt ist. Mitte 1936 hat Segrè die Vereinigten Staaten, die erste Universität von Columbia in New York und dann den Lawrence Berkeley Nationales Laboratorium in Kalifornien besucht. Er hat Zyklotron-Erfinder Ernest Lawrence überzeugt, ihn einige verworfene Zyklotron-Teile zurücknehmen zu lassen, die radioaktiv geworden waren. Lawrence hat ihn eine Molybdän-Folie geschickt, die ein Teil des Deflektors im Zyklotron gewesen war.

Segrè hat seinen Kollegen Perrier angeworben, um zu versuchen, durch die vergleichende Chemie zu beweisen, dass die Molybdän-Tätigkeit tatsächlich Z = 43 war. Sie haben geschafft, das Isotop-Technetium 95 und Technetium 97 zu isolieren. Die Universität von Beamten von Palermo hat gewollt, dass sie ihre Entdeckung "panormium", nach dem lateinischen Namen für Palermo, Panormus genannt haben. 1947 wurde Element 43 nach dem griechischen Wort  genannt, "künstlich" bedeutend, seitdem es das erste künstlich zu erzeugende Element war. Segrè ist zu Berkeley zurückgekehrt und hat Glenn T. Seaborg getroffen. Sie haben das metastable Isotop-Technetium-99m isoliert, das jetzt in ungefähr zehn Millionen medizinischen diagnostischen Verfahren jährlich verwendet wird.

1952 hat der Astronom Paul W. Merrill in Kalifornien die geisterhafte Unterschrift des Technetiums (insbesondere Licht mit der Wellenlänge von 403.1 nm, 423.8 nm, 426.2 nm und 429.7 nm) im Licht vom S-Typ rote Riesen entdeckt. Die Sterne waren in der Nähe vom Ende ihrer Leben, noch waren an diesem kurzlebigen Element reich, bedeutend, dass Kernreaktionen innerhalb der Sterne es erzeugen müssen. Diese Beweise wurden verwendet, um die dann unbewiesene Theorie auszupolstern, dass Sterne sind, wo nucleosynthesis der schwereren Elemente vorkommt. Mehr kürzlich haben solche Beobachtungen Beweise zur Verfügung gestellt, dass Elemente durch die Neutronfestnahme im S-Prozess gebildet wurden.

Seit seiner Entdeckung hat es viele Suchen in Landmaterialien für natürliche Quellen des Technetiums gegeben. 1962 wurde Technetium 99 isoliert und hat sich in pitchblende vom belgischen Kongo in äußerst kleinen Mengen (ungefähr 0.2 ng/kg) identifiziert; dort entsteht es als ein spontanes Spaltungsprodukt von Uran 238. Es gibt auch Beweise, dass Oklo natürlicher Atomspaltungsreaktor hat bedeutende Beträge des Technetiums 99 erzeugt, der ins Ruthenium 99 seitdem verfallen ist.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Technetium ist ein silberfarben-graues radioaktives Metall mit einem diesem von Platin ähnlichen Äußeren. Es wird als ein graues Puder allgemein erhalten. Die Kristallstruktur des reinen Metalls ist Ende-gepackt sechseckig. Atomtechnetium hat charakteristische Emissionslinien an diesen Wellenlängen des Lichtes: 363.3 nm, 403.1 nm, 426.2 nm, 429.7 nm und 485.3 nm.

Die Metallform ist ein bisschen paramagnetisch, bedeutend, dass sich seine magnetischen Dipole auf magnetische Außenfelder ausrichten, aber zufällige Orientierungen annehmen werden, sobald das Feld entfernt wird. Reines, metallisches Einkristalltechnetium wird ein Supraleiter des Typs-II bei Temperaturen unter 7.46 K. Unter dieser Temperatur hat Technetium eine sehr hohe magnetische Durchdringen-Tiefe, das größte unter den Elementen abgesondert von Niobium.

Chemische Eigenschaften

Technetium wird in die siebente Gruppe des Periodensystems, zwischen Rhenium und Mangan gelegt. Wie vorausgesagt, durch das periodische Gesetz sind seine chemischen Eigenschaften deshalb zwischen jenen zwei Elementen Zwischen-. Der zwei ähnelt Technetium näher Rhenium, besonders in seiner chemischen Trägheit und Tendenz, covalent Obligationen zu bilden. Verschieden von Mangan bildet Technetium cations (Ionen mit einer positiven Nettoanklage) nicht sogleich. Allgemeine Oxydationsstaaten des Technetiums schließen +4, +5, und +7 ein. Technetium löst sich in Wasser regia, Stickstoffsäure und konzentrierter Schwefelsäure auf, aber es ist in Salzsäure jeder Konzentration nicht auflösbar.

Hydride und Oxyde

Die Reaktion des Technetiums mit Wasserstoff erzeugt das negativ beladene hydride Ion von TcH, das denselben Typ der Kristallstruktur wie (isostructural mit) ReH hat. Es besteht aus einem trigonal Prisma mit einem Technetium-Atom im Zentrum und sechs Wasserstoffatomen an den Ecken. Noch drei hydrogens machen ein Dreieck, das Parallele zur Basis liegt und das Prisma in seinem Zentrum durchquert. Obwohl jene Wasserstoffatome geometrisch nicht gleichwertig sind, ist ihre elektronische Struktur fast dasselbe. Dieser Komplex hat eine Koordinationszahl 9 (das Meinen, dass das Atom von Tc neun Nachbarn hat), der für einen Technetium-Komplex am höchsten ist. Zwei Wasserstoffatome im Komplex können durch Natrium (Na) oder Kalium (K) Ionen ersetzt werden.

Die Metallform des Technetiums wird langsam in feuchter Luft trübe, und in Puder wird Form in Sauerstoff brennen. Zwei Oxyde sind beobachtet worden: TcO und TcO. Unter dem Oxidieren von Bedingungen, die dazu neigen, Elektronen von Atomen abzuziehen, wird Technetium (VII) als das pertechnetate Ion bestehen.

Bei Temperaturen von 400-450 °C oxidiert Technetium, um Blaß-gelben heptoxide zu bilden:

: 4 Tc + 7 O  2 TcO

Es nimmt eine centrosymmetric Struktur mit zwei Typen von Tc-O Obligationen an; ihre Band-Längen sind 167 und 184 Premierminister, und der O-Tc-O-Winkel ist 180 °.

Technetium heptoxide ist der Vorgänger zu Natrium pertechnetate:

:TcO + 2 NaOH  2 NaTcO + HO

Schwarzes Technetium-Dioxyd (TcO) kann durch die Verminderung von heptoxide mit dem Technetium oder Wasserstoff erzeugt werden.

Säure von Pertechnetic (HTcO) wird durch das Reagieren von TcO mit Wasser oder das Oxidieren von Säuren, wie Stickstoffsäure, konzentrierte Schwefelsäure, Wasser regia oder eine Mischung von salzsauren und Stickstoffsäuren erzeugt. Das resultierende Dunkelrot, hygroskopisch (das Wasseraufsaugen) Substanz ist eine starke Säure und schenkt leicht Protone. In konzentrierter Schwefelsäure wandelt sich Tc (VII) tetraoxidotechnetate Anion zur Octahedral-Form von technetic (VII) saurer TcO (OH) (HO) um.

Der pertechnate (tetroxidotechnetate) Anion TcO besteht aus einem Tetraeder mit oxygens an den Ecken und Atom von Tc im Zentrum. Verschieden vom Permanganat (MnO) ist es nur ein schwache Oxidieren-Reagenz. Pertechnate wird häufig als eine günstige wasserlösliche Quelle von Isotopen von Tc, wie Tc, und als ein Katalysator verwendet.

Sulfide, selenides, tellurides

Technetium bildet verschiedene Sulfide. TcS wird durch die direkte Reaktion des Technetiums und elementaren Schwefels erhalten, während TcS von der pertechnic Säure wie folgt gebildet wird:

: 2 HTcO + 7 HS  TcS + 8 HO

In dieser Reaktion wird Technetium auf Tc (IV) reduziert, während exess Schwefel ein Disulfid ligand bildet. Das erzeugte Technetium heptasulfide hat eine polymere Struktur (Tc (µ-S) (S) S) mit einem Kern, der Mo (µ-S) (S) ähnlich ist.

Nach der Heizung zersetzt sich Technetium heptasulfide ins Disulfid und den elementaren Schwefel:

:TcS  2 TcS + 3 S

Analoge Reaktionen kommen mit dem Selen und Tellur vor.

Trauben und organische Komplexe

Mehrere Technetium-Trauben, sind einschließlich Tc, Tc, Tc und Tc bekannt. Die stabileren Trauben von Tc und Tc haben Prisma-Gestalten, wo vertikale Paare von Atomen von Tc durch dreifache Obligationen und die planaren Atome durch einzelne Obligationen verbunden werden. Jedes Tc Atom macht sechs Obligationen, und die restlichen Wertigkeitselektronen können durch einen axialen und zwei Überbrücken ligand Halogen-Atome wie Chlor oder Brom gesättigt werden.

Technetium bildet zahlreiche organische Komplexe, die relativ wegen ihrer Wichtigkeit für die Kernmedizin gut untersucht werden. Technetium carbonyl (Tc (CO)) ist ein weißer Festkörper. In diesem Molekül werden zwei Technetium-Atome zu einander schwach gebunden; jedes Atom wird durch octahedra von fünf carbonyl ligands umgeben. Die Band-Länge zwischen Atomen von Tc, 15:03 Uhr, ist bedeutsam größer als die Entfernung zwischen zwei Atomen im metallischen Technetium (272 Premierminister). Ähnliche carbonyls werden durch Mangan und Rhenium gebildet.

Ein Technetium-Komplex mit einem organischen ligand (gezeigt in der Figur auf Recht) wird in der Kernmedizin allgemein verwendet. Es hat eine einzigartige Tc-O funktionelle Gruppe (Hälfte) orientiert rechtwinklig zum Flugzeug des Moleküls, wo das Sauerstoff-Atom durch ein Stickstoff-Atom ersetzt werden kann.

Isotope

Technetium, Atomnummer (Z) 43, ist das am niedrigsten numerierte Element im Periodensystem, das exklusiv radioaktiv ist. Das zweite leichteste, exklusiv radioaktive Element, Promethium, hat eine Atomnummer 61. Atomkerne mit einer ungeraden Zahl von Protonen sind weniger stabil als diejenigen mit geraden Zahlen, selbst wenn die Gesamtzahl von Nukleonen (Protone + Neutronen) gleich ist. Sonderbare numerierte Elemente haben deshalb weniger stabile Isotope.

Die stabilsten radioaktiven Isotope sind Technetium 98 mit einer Halbwertzeit von 4.2 Millionen Jahren (Ma), Technetium 97 (Halbwertzeit: 2.6 Ma) und Technetium 99 (Halbwertzeit: 211,000 Jahre). Dreißig andere Radioisotope sind mit Massenzahlen im Intervall von 85 bis 118 charakterisiert worden. Die meisten von diesen haben Halbwertzeiten, die weniger als eine Stunde sind; die Ausnahmen sind Technetium 93 (Halbwertzeit: 2.73 Stunden), Technetium 94 (Halbwertzeit: 4.88 Stunden), Technetium 95 (Halbwertzeit: 20 Stunden), und Technetium 96 (Halbwertzeit: 4.3 Tage).

Die primäre Zerfall-Weise für Isotope leichter als Technetium 98 ist Elektronfestnahme, Molybdän (Z=42) gebend. Für schwerere Isotope ist die primäre Weise Beta-Emission (der Verlust eines Elektrons oder Positrons), Ruthenium (Z=44) gebend, ausgenommen dass Technetium 100 sowohl durch die Beta-Emission als auch durch Elektronfestnahme verfallen kann.

Technetium hat auch zahlreiche Kernisomers, die Isotope mit ein oder aufgeregtere Nukleonen sind. Technetium-97m (Tc; 'M' tritt für metastability ein), ist mit einer Halbwertzeit von 91 Tagen (0.0965 MeV) am stabilsten. Dem wird vom Technetium-95m gefolgt (Halbwertzeit: 61 Tage, 0.03 MeV), und Technetium-99m (Halbwertzeit: 6.01 Stunden, 0.142 MeV). Technetium-99m strahlt nur Gammastrahlung und Zerfall zum Technetium 99 aus.

Technetium 99 ist ein Hauptprodukt der Spaltung von Uran 235 , es das allgemeinste und am meisten sogleich verfügbare Isotop von Tc machend. Das ein Gramm des Technetiums 99 erzeugt 6.2×10 Zerfälle eine Sekunde (d. h. 0.62 GBq/g).

Ereignis und Produktion

Nur Minutenspuren kommen natürlich in der Kruste der Erde als ein spontanes Spaltungsprodukt in Uran-Erzen vor. Ein Kilogramm Uran enthält ungefähr 1 Nanogramm (10 g) des Technetiums. Einige rote riesige Sterne mit den geisterhaften Typen S-, M- und N enthalten eine Absorptionslinie in ihrem Spektrum, das die Anwesenheit des Technetiums anzeigt. Diese roten Riesen sind informell als Technetium-Sterne bekannt.

Spaltungsabfallprodukt

Im Vergleich mit seinem seltenen natürlichen Ereignis werden Hauptteil-Mengen des Technetiums 99 jedes Jahr von verausgabten Kernbrennstoff-Stangen erzeugt, die verschiedene Spaltungsprodukte enthalten. Die Spaltung eines Gramms Uran 235 in Kernreaktoren gibt 27 Mg des Technetiums 99 nach, Technetium einen Spaltungsproduktertrag von 6.1 % gebend. Andere spaltbare Isotope erzeugen auch ähnliche Erträge des Technetiums, wie 4.9 % von Uran 233 und 6.21 % von Plutonium 239. Wie man schätzt, sind ungefähr 49,000 TBq (78 Metertonnen) des Technetiums in Kernreaktoren zwischen 1983 und 1994 erzeugt worden, der bei weitem die dominierende Quelle des Landtechnetiums ist. Nur ein Bruchteil der Produktion wird gewerblich verwendet.

Technetium 99 wird durch die Atomspaltung sowohl von Uran 235 als auch von Plutonium 239 erzeugt. Es ist deshalb in der radioaktiven Verschwendung und im radioaktiven Kernniederschlag von Spaltungsbombe-Explosionen da. Sein Zerfall, der in becquerels pro Betrag des verausgabten Brennstoffs gemessen ist, ist nach ungefähr 10 bis 10 Jahre nach der Entwicklung des radioaktiven Abfalls dominierend. Von 1945 bis 1994 wurden ungefähr 160 TBq (ungefähr 250 Kg) des Technetiums 99 in die Umgebung durch atmosphärische Kerntests veröffentlicht. Der Betrag des Technetiums 99 von Kernreaktoren, die in die Umgebung bis zu 1986 veröffentlicht sind, ist auf der Ordnung von 1000 TBq (1600 Kg) in erster Linie durch die Kernbrennstoff-Wiederaufbereitung; der grösste Teil davon wurde ins Meer entladen. Neu bearbeitende Methoden haben Emissionen seitdem reduziert, aber bezüglich 2005 ist die primäre Ausgabe des Technetiums 99 in die Umgebung durch das Werk von Sellafield, das ungefähr 550 TBq (ungefähr 900 Kg) von 1995-1999 ins irische Meer veröffentlicht hat. Von 2000 vorwärts ist der Betrag durch die Regulierung auf 90 TBq (ungefähr 140 Kg) pro Jahr beschränkt worden. Die Entladung des Technetiums ins Meer ist auf einige Meeresfrüchte hinausgelaufen, die Minuskelmengen dieses Elements enthalten. Zum Beispiel enthalten europäischer Hummer und Fisch von westlichem Cumbria ungefähr 1 Bq/kg des Technetiums.

Spaltungsprodukt für den kommerziellen Gebrauch

Die große Mehrheit des in der medizinischen Arbeit verwendeten Technetiums-99m wird erzeugt, indem sie hoch bereicherte Uran-Ziele in einem Reaktor bestrahlt, Molybdän 99 von den Zielen herausziehend, und das Technetium-99m wieder erlangend, das auf den Zerfall von Molybdän 99 erzeugt wird.

Fast zwei Drittel der Versorgung in der Welt kommen aus zwei Reaktoren; die Nationale Forschung Universaler Reaktor an Kreide-Flusslaboratorien in Ontario, Kanada und dem Hohen Fluss-Reaktor an Nuclear Research and Consultancy Group in Petten, die Niederlande. Alle Hauptproduzieren-Reaktoren des Technetiums-99m wurden in den 1960er Jahren gebaut und sind dem Ende ihrer Lebenszeit nah. Die zwei neuen kanadischen Angewandten Mehrzweckphysik-Gitter-Experiment-Reaktoren haben geplant und haben gebaut, um 200 % der Nachfrage des Technetiums-99m zu erzeugen, hat alle anderen Erzeuger davon entlastet, ihre eigenen Reaktoren zu bauen. Mit der Annullierung der bereits geprüften Reaktoren 2008 ist die zukünftige Versorgung des Technetiums-99m sehr problematisch geworden.

Jedoch ist der Kreide-Flussreaktor für die Wartung seit dem August 2009 mit einer erwarteten Wiedereröffnung im April 2010 geschlossen worden, und der Reaktor von Petten hatte eine 6-monatige vorgesehene Wartungsstilllegung, die am Freitag, dem 19. Februar 2010 beginnt. Mit Millionen von Verfahren, die sich auf das Technetium-99m jedes Jahr verlassen, hat die niedrige Versorgung eine Lücke verlassen, einige Praktiker verlassend, um zu seit 20 Jahren nicht verwendeten Techniken zurückzukehren. Etwas das Mildern dieses Problems ist eine Ansage vom polnischen Forschungsreaktor von Maria, dass sie eine Technik entwickelt haben, um Technetium zu isolieren. Der Reaktor am Kreide-Flusslaboratorium wiedereröffnet im August 2010 und der Reaktor von Petten haben September 2010 wiedereröffnet.

Müllbeseitigung

Die lange Halbwertzeit des Technetiums 99 und seine Fähigkeit, eine anionic Art zu bilden, macht es eine Hauptsorge für die langfristige Verfügung der radioaktiven Verschwendung. Viele der Prozesse haben vorgehabt umzuziehen Spaltungsprodukte in der Wiederaufbereitung von Werken zielen auf cationic Arten wie Cäsium (z.B, Cäsium 137) und Strontium (z.B, Strontium 90). Folglich ist der pertechnetate im Stande, durch diese Behandlungsprozesse zu flüchten. Aktuelle Verfügungsoptionen bevorzugen Begräbnis im Festländer, geologisch stabilem Felsen. Die primäre Gefahr mit solch einem Kurs besteht darin, dass die Verschwendung wahrscheinlich in Kontakt mit Wasser eintreten wird, das radioaktive Verunreinigung in die Umgebung durchfiltern konnte. Der anionic pertechnetate und iodide adsorbieren gut auf die Oberflächen von Mineralen nicht, so werden sie wahrscheinlich abgewaschen. Vergleichsweise sind Plutonium, Uran und Cäsium viel mehr im Stande, zu Boden-Partikeln zu binden. Deshalb ist die Umweltchemie des Technetiums ein aktives Gebiet der Forschung.

Eine alternative Verfügungsmethode, Umwandlung, ist an CERN für das Technetium 99 demonstriert worden. Dieser Umwandlungsprozess ist derjenige, in dem das Technetium (Technetium 99 als ein Metallziel) mit Neutronen bombardiert wird, um das kurzlebige Technetium 100 zu bilden (Halbwertzeit = 16 Sekunden), der durch den Beta-Zerfall zum Ruthenium 100 verfällt. Wenn die Wiederherstellung des verwendbaren Rutheniums eine Absicht ist, ist ein äußerst reines Technetium-Ziel erforderlich; wenn kleine Spuren des geringen actinides wie Americium und curium im Ziel da sind, werden sie wahrscheinlich Spaltung erleben und mehr Spaltungsprodukte bilden, die die Radioaktivität des bestrahlten Ziels vergrößern. Die Bildung des Rutheniums 106 (Halbwertzeit 374 Tage) von der 'frischen Spaltung' wird wahrscheinlich die Tätigkeit des Endruthenium-Metalls vergrößern, das dann eine längere kühl werdende Zeit nach dem Ausstrahlen verlangen wird, bevor das Ruthenium verwendet werden kann.

Die wirkliche Produktion des Technetiums 99 von verausgabtem Kernbrennstoff ist ein langer Prozess. Während der Kraftstoffwiederaufbereitung erscheint es in der überflüssigen Flüssigkeit, die hoch radioaktiv ist. Nach dem Sitzen seit mehreren Jahren fällt die Radioaktivität zu einem Punkt, wo die Förderung der langlebigen Isotope, einschließlich des Technetiums 99, ausführbar wird. Mehrere chemische Förderungsprozesse werden dann verwendet, Technetium 99 Metall der hohen Reinheit nachgebend.

Neutronaktivierung

Das metastable Isotop-Technetium-99m wird als ein Spaltungsprodukt von der Spaltung von Uran oder Plutonium in Kernreaktoren erzeugt. Weil verwendetem Brennstoff erlaubt wird, seit mehreren Jahren vor der Wiederaufbereitung zu stehen, wird das ganze Molybdän 99 und Technetium-99m verfallen sein, wenn die Spaltungsprodukte vom größeren actinides in der herkömmlichen Kernwiederaufbereitung getrennt werden. Die Flüssigkeit ist abgereist, nachdem Förderung des Plutonium-Urans (PUREX) eine hohe Konzentration des Technetiums als enthält, aber fast all dieser ist Technetium 99, nicht Technetium-99m.

Molybdän 99 kann durch die Neutronaktivierung von Molybdän 98 gebildet werden. Molybdän 99 hat eine Halbwertzeit von 67 Stunden, so kurzlebiges Technetium-99m (Halbwertzeit: 6 Stunden), der sich aus seinem Zerfall ergibt, wird ständig erzeugt. Das Technetium kann dann aus der Lösung durch das Verwenden eines Generators des Technetiums-99m ("Technetium-Kuh" chemisch herausgezogen, auch gelegentlich eine "Molybdän-Kuh" genannt werden). Durch das Bestrahlen eines hoch bereicherten Uran-Ziels, um Molybdän 99 zu erzeugen, gibt es kein Bedürfnis nach den komplizierten chemischen Schritten, die erforderlich wären, Molybdän von einer Spaltungsproduktmischung zu trennen. Diese Methode verlangt, dass ein bereichertes Uran-Ziel mit Neutronen bestrahlt wird, um Molybdän 99 als ein Spaltungsprodukt, dann getrennt zu bilden. Ein Nachteil dieses Prozesses besteht darin, dass er Ziele verlangt, die Uran 235 enthalten, die den Sicherheitsvorsichtsmaßnahmen von spaltbaren Materialien unterworfen sind.

Andere Technetium-Isotope werden in bedeutenden Mengen durch die Spaltung nicht erzeugt; wenn erforderlich, werden sie durch das Neutronausstrahlen von Elternteilisotopen verfertigt (zum Beispiel, Technetium 97 kann durch das Neutronausstrahlen des Rutheniums 96 gemacht werden).

Anwendungen

Kernmedizin und Biologie

Technetium-99m ("m" zeigt an, dass das ein metastable Kernisomer ist), wird im radioaktiven Isotop medizinische Tests zum Beispiel als ein radioaktives Leuchtspurgeschoss verwendet, das medizinische Ausrüstung im menschlichen Körper entdecken kann. Ihm wird der Rolle gut angepasst, weil es sogleich feststellbare 140 keV Gammastrahlung ausstrahlt, und seine Halbwertzeit 6.01 Stunden ist (das Meinen, dass ungefähr 94 % davon zum Technetium 99 in 24 Stunden verfallen). Es gibt mindestens 31 haben allgemein radiopharmaceuticals verwendet, der auf dem Technetium-99m für die Bildaufbereitung und funktionellen Studien des Gehirns, myocardium, der Schilddrüse, der Lungen, der Leber, der Gallenblase, der Nieren, des Skelettes, des Bluts und der Geschwülste gestützt ist.

Das länger gelebte Isotop-Technetium-95m, mit einer Halbwertzeit von 61 Tagen, wird als ein radioaktives Leuchtspurgeschoss verwendet, um die Bewegung des Technetiums in der Umgebung und im Werk und den Tiersystemen zu studieren.

Industriell und chemisch

Technetium 99 Zerfall fast völlig durch den Beta-Zerfall, Beta-Partikeln mit konsequenten niedrigen Energien und keiner Begleitgammastrahlung ausstrahlend. Außerdem bedeutet seine lange Halbwertzeit, dass diese Emission sehr langsam mit der Zeit abnimmt. Es kann auch zu einer hohen chemischen und isotopic Reinheit aus der radioaktiven Verschwendung herausgezogen werden. Aus diesen Gründen ist es ein Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST) Standardbeta-Emitter, und wird deshalb für die Ausrüstungskalibrierung verwendet. Technetium 99 ist auch für den Gebrauch in optoelektronischen Geräten und nanoscale Kernbatterien vorgeschlagen worden.

Wie Rhenium und Palladium kann Technetium als ein Katalysator dienen. Für einige Reaktionen, zum Beispiel der dehydrogenation von isopropyl Alkohol, ist es ein viel wirksamerer Katalysator entweder als Rhenium oder als Palladium. Jedoch ist seine Radioaktivität ein Hauptproblem in der Entdeckung sicherer katalytischer Anwendungen.

Wenn Stahl in Wasser versenkt wird, hinzufügend, dass eine kleine Konzentration (55 ppm) des Kaliums pertechnetate (VII) zum Wasser den Stahl vor der Korrosion schützt, selbst wenn die Temperatur zu 250 °C erhoben wird. Deshalb ist pertechnetate als ein möglicher anodic Korrosionshemmstoff für Stahl verwendet worden, obwohl die Radioaktivität des Technetiums Probleme aufwirft, die diese Anwendung auf geschlossene Systeme beschränken. Während (zum Beispiel) CrO auch Korrosion hemmen kann, verlangt er eine zehnmal so hohe Konzentration. In einem Experiment wurde ein Muster von Flussstahl in einer wässrigen Lösung von pertechnetate seit 20 Jahren behalten und wurde noch unzerfressen. Der Mechanismus, durch den pertechnetate Korrosion verhindert, wird nicht gut verstanden, aber scheint, die umkehrbare Bildung einer dünnen Oberflächenschicht einzuschließen. Eine Theorie meint, dass der pertechnetate mit der Stahloberfläche reagiert, um eine Schicht des Technetium-Dioxyds zu bilden, das weitere Korrosion verhindert; dieselbe Wirkung erklärt, wie Eisenpuder verwendet werden kann, um pertechnetate von Wasser zu entfernen. (Aktivierter Kohlenstoff kann auch für dieselbe Wirkung verwendet werden.) Verschwindet die Wirkung schnell, wenn die Konzentration von pertechnetate unter der minimalen Konzentration fällt, oder wenn eine zu hohe Konzentration anderer Ionen hinzugefügt wird.

Wie bemerkt, macht die radioaktive Natur des Technetiums (3 MBq pro Liter bei den Konzentrationen erforderlich) diesen Korrosionsschutz unpraktisch in fast allen Situationen. Dennoch wurde der Korrosionsschutz durch pertechnetate Ionen vorgeschlagen (aber nie angenommen) für den Gebrauch in Reaktoren des kochenden Wassers.

Vorsichtsmaßnahmen

Technetium spielt keine natürliche biologische Rolle und wird im menschlichen Körper nicht normalerweise gefunden. Technetium wird in der Menge durch die Atomspaltung erzeugt, und breitet sich mehr sogleich aus als viele Radionuklide. Es scheint, niedrig chemische Giftigkeit zu haben. Zum Beispiel konnte keine bedeutende Änderung in Blutformel, Körper und Organ-Gewichten und Nahrungsmittelverbrauch für Ratten entdeckt werden, die bis zu 15 µg des Technetiums 99 pro Gramm des Essens seit mehreren Wochen aufgenommen haben. Die radiologische Giftigkeit des Technetiums (pro Einheit der Masse) ist eine Funktion der Zusammensetzung, Typ der Radiation für das fragliche Isotop, und die Halbwertzeit des Isotops.

Alle Isotope des Technetiums müssen sorgfältig behandelt werden. Das allgemeinste Isotop, Technetium 99, ist ein schwacher Beta-Emitter; solche Radiation wird durch die Wände des Laborglases angehalten. Die primäre Gefahr, wenn das Arbeiten mit dem Technetium Einatmung von Staub ist; solche radioaktive Verunreinigung in den Lungen kann eine bedeutende Krebs-Gefahr aufstellen. Für den grössten Teil der Arbeit ist das sorgfältige Berühren in einer Ausströmungen-Motorhaube genügend; eine Handschuhschachtel ist nicht erforderlich.

Referenzen

Bibliografie

Weiterführende Literatur

• WebElements.com - Technetium, und EnvironmentalChemistry.com - Technetium
• Nudat 2 nuclide Karte vom Nationalen Kerndatenzentrum, Brookhaven Nationales Laboratorium
• Nuclides und Isotopes Fourteenth Edition: Karte von Nuclides, General Electric Company, 1989
• Chemie in seinem Element podcast (MP3) von der Königlichen Gesellschaft der Chemie-Welt der Chemie: Technetium

Links