Teknesyum

Teknesyum, ₄₃Tc

Teknesyum
Telaffuz	/tɛkˈniːʃiəm/ ​(tek-NEE-shee-əm)
Görünüm	shiny gray metal
Periyodik tablodaki Teknesyum
Mn ↑ Tc ↓ Re molibden ← teknesyum → rutenyum
Atom numarası (Z)	43
Grup	7. grup
Period	periyot 5
Blok	d-blok
Element kategorisi	Geçiş metali
Elektron konfigürasyonu	[Kr] 4d5 5s2
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 13, 2
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	2430 K ​(2157 °C, ​3915 °F)
Kaynama noktası	4538 K ​(4265 °C, ​7709 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	11 g/cm3
Isı entalpisi	33.29 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	585.2 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	24.27 J/(mol·K)
Buhar basıncı (tahmin) P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 2727 2998 3324 3726 4234 4894
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 (bir güçlü asidik oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.9
İyonlaşma enerjisi	1.: 702 kJ/mol 2.: 1470 kJ/mol 3.: 2850 kJ/mol
Atom yarıçapı	deneysel: 136 pm
Kovalent yarıçapı	147±7 pm
teknesyum spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​yakın altıgen paketleme (hcp)
Sesin hızı kalay çubuk	16,200 m/s (20 °C)
Termal Genleşme	7.1 µm/(m·K) (r.t.)
Termal iletkenlik	50.6 W/(m·K)
Elektriksel direnç	200 nΩ·m (20 °C)
Manyetik sıralama	Paramanyetik
Manyetik alınganlık	+270.0·10−6 cm3/mol (298 K)
CAS Numarası	7440-26-8
Tarihçe
Tahmini	Dmitri Mendeleev (1871)
Keşfeden ve ilk izolasyon	Emilio Segrè ve Carlo Perrier (1937)
teknesyum ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 95mTc syn 61 d ε 95Mo γ – IT 95Tc 96Tc syn 4.3 d ε 96Mo γ – 97Tc syn 4.21×106 y ε 97Mo 97mTc syn 91 d IT 97Tc 98Tc syn 4.2×106 y β− 98Ru γ – 99Tc izi 2.111×105 y β− 99Ru 99mTc syn 6.01 h IT 99Tc γ –

Teknesyum, sembolü Tc ve atom numarası 43 olan kimyasal bir elementtir. İzotopları radyoaktif olan en hafif elementtir; ⁹⁷Tc'nin tamamen iyonize durumu dışında hiçbiri kararlı değildir. Neredeyse mevcut tüm Teknesyumlar sentetik bir element olarak üretilir ve Dünya'nın kabuğunda 18.000 ton olduğu tahmin edilmektedir. Doğal olarak oluşan teknesyum, uranyum cevheri ve toryum cevherinde spontan bir fisyon ürünü, en yaygın kaynak veya molibden cevherlerinde nötron yakalama ürünüdür. Bu gümüşi gri kristal geçiş metali, periyodik tablonun 7. grubunda manganez ve renyum arasında bulunur ve kimyasal özellikleri bu iki bitişik elementin ara maddeleri arasındadır. Doğal olarak en sık görülen izotop ⁹⁹Tc'dir.

Teknesyum özelliklerinin çoğu, elementi keşfedilmeden önce Dmitri Mendeleev tarafından tahmin edildi. Mendeleev periyodik tablosunda bir boşluk kaydetti ve keşfedilmemiş elementi ekamanganez (Em) geçici adını verdi. 1937'de, teknesyum (özellikle teknesyum-97 izotop), üretilecek ilk baskın yapay element, dolayısıyla adı ("Craft veya Art", + -ium anlamına gelen Yunanca τεχνητός'dan) oldu.

Kısa ömürlü bir gama ışını yayan nükleer teknesyum -teknesyum-99m- nükleer tıpta kemik kanseri tanısı gibi çok çeşitli teşhis testleri için kullanılır. Bu nüklidin temel durumu olan teknesyum-99, gama ışını içermeyen bir beta parçacığı kaynağı olarak kullanılır. Ticari olarak üretilen uzun ömürlü teknesyum izotopları, nükleer reaktörlerde uranyum-235 fisyonunun yan ürünleridir ve nükleer yakıt çubuklarından çıkarılır. Hiçbir teknesyum izotopunun yarı ömrü 4.21 milyon yıldan (teknesyum-97) daha uzun olmadığından, kırmızı dev yıldızlarda 1952 teknesyum tespiti, yıldızların daha ağır elementler üretebileceğini kanıtlamaya yardımcı oldu.

Karakteristikleri

Fiziki ozellikleri

Teknesyum, platin benzeri bir görünüme sahip, genellikle gri bir toz olarak elde edilen gümüşi gri bir radyoaktif metaldir. Saf metalin kristal yapısı altıgen yakın doludur. Atomik teknesyum, 363.3 nm, 403.1 nm, 426.2 nm, 429.7 nm ve 485.3 nm dalga boylarında karakteristik emisyon hatlarına sahiptir.

Metal form biraz paramanyetiktir, yani manyetik dipolleri harici manyetik alanlarla hizalanır, ancak alan çıkarıldıktan sonra rastgele yönlendirmeler alır. Saf, metalik, tek kristalli teknisyen, 7.46 K'nin altındaki sıcaklıklarda tip II süperiletken haline gelir. Bu sıcaklığın altında, teknisyum çok yüksek manyetik penetrasyon derinliğine sahiptir, niyobyum dışındaki diğer elementlerden daha büyüktür.

Kimyasal özellikler

Teknesyum periyodik tablonun yedinci grubunda, renyum ve manganez arasında bulunur. Periyodik yasa ile tahmin edildiği gibi, kimyasal özellikleri bu iki element arasındadır. Bu iki teknesyum biri, özellikle kimyasal etkisizliği ve kovalent bağlar oluşturma eğiliminde renyumu daha yakından andırır. Manganezin aksine, teknesyum kolayca katyonlar oluşturmaz (net pozitif yüke sahip iyonlar). teknesyum, en yaygın olanı +4, +5 ve +7 olan ox1 ila +7 arasında dokuz oksidasyon durumu gösterir. Teknesyum aqua regia, nitrik asit ve konsantre sülfürik asit içinde çözülür, ancak herhangi bir konsantrasyondaki hidroklorik asitte çözünür değildir. Metalik teknesyum nemli havada yavaşça kararır ve toz halinde oksijende yanar.

Teknesyum, hidrazinin nitrik asit tarafından tahrip edilmesini katalize edebilir ve bu özellik çok sayıda değerlikten kaynaklanmaktadır. Bu nükleer yakıt işlemede plütonyumun uranyumdan ayrılmasında bir soruna neden oldu, burada hidrazin, plütonumu daha kararlı dört değerlikli durumdan ziyade üç değerlikli tutmak için koruyucu bir indirgeyici olarak kullanıldı. Sorun, önceki aşamada karşılıklı olarak geliştirilmiş teknesyum ve zirkonyum çözücü ekstraksiyonu ile daha da kötüleşti ve bir işlem modifikasyonu gerektirdi.

Bileşikler

Perteknetat ve türevleri

Kolayca erişilebilen en yaygın teknisyum şekli sodyum perteknetat Na[TcO₄]'dür. Bu malzemenin çoğu [⁹⁹MoO₄]²⁻'den radyoaktif bozunma ile üretilir:

[⁹⁹MoO₄]²⁻ → [⁹⁹TcO₄]⁻ + γ

Perteknetat (tetroksidoteknetat) TcO−
4 her ikisi de tetrahedral olan perklorata benzer şekilde davranır. Permanganattan (MnO−
4) farklı olarak, sadece zayıf bir oksitleyici maddedir.

Perteknetat ile ilişkili heptoksittir. Bu soluk sarı, uçucu katı, Tc metalinin ve ilgili öncüllerin oksidasyonu ile üretilir:

4 Tc + 7 O₂ → 2 Tc₂O₇

Moleküler metal oksidin çok nadir bir örneğidir, diğer örnekler OsO₄ ve RuO₄'tür. 167 ve 184 pm bağ uzunluklarında iki tip Tc−O bond bağı ile merkez merkezli bir yapı benimser.

Teknesyum heptoksit, pH'a bağlı olarak perteknetat ve perteknik aside hidrolize olur.

Tc₂O₇ + 2 OH⁻ → 2 TcO₄⁻ + H₂O

Tc₂O₇ + H₂O → 2 HTcO₄

HTcO₄ güçlü bir asittir. Konsantre sülfürik asitte, [TcO₄]⁻ varsayımsal triaquo kompleksinin [TcO₃(H₂O)₃]⁺ konjugat bazı olan oktahedral form olan TcO₃(OH)(H₂O)₂'ye dönüşür.

Diğer kalkojenid türevleri

Teknesyum bir dioksit, disülfür, diselenid ve ditellurid oluşturur. Perteknatı hidrojen sülfür ile tedavi ettikten sonra kötü tanımlanmış bir Tc₂S₇ oluşur. Termal olarak disülfür ve element kükürt haline ayrışır. Benzer şekilde dioksit, Tc₂O₇'nin indirgenmesiyle üretilebilir.

Renyum vakasının aksine, teknesyum için bir trioksit izole edilmemiştir. Bununla birlikte, TcO₃, gaz fazında kütle spektrometresi kullanılarak tanımlanmıştır.

Basit hidrit ve halid kompleksleri

Teknesyum basit kompleks TcH2−
9'u oluşturur. Potasyum tuzu ReH2−
9 ile izostrüktüreldir.

Aşağıdaki ikili (sadece iki element içeren) teknesyum halojenürler bilinmektedir: TcF₆, TcF₅, TcCl₄, TcBr₄, TcBr₃, α-TcCl₃, β-TcCl₃, TcI₃, α-TcCl₂, and β-TcCl₂. Oksidasyon durumları Tc (VI) ila Tc (II) arasında değişir. Teknesyum halidleri, moleküler oktahedral kompleksler, genişletilmiş zincirler, katmanlı tabakalar ve üç boyutlu bir ağda düzenlenmiş metal kümeleri gibi farklı yapı tipleri sergiler. Bu bileşikler, metal ve halojen birleştirilerek veya daha az doğrudan reaksiyonlarla üretilir.

TcCl₄, Tc metal veya Tc₂O₇'nin klorlanması ile elde edilir. Isıtma üzerine TcCl₄, karşılık gelen Tc (III) ve Tc (II) klorürleri verir.

TcCl₄ → α-TcCl₃ + 1/2 Cl₂

TcCl₃ → β-TcCl₂ + 1/2 Cl₂

TcCl₄'ün yapısı, kenar paylaşımlı TcCl₆ oktahedra'nın sonsuz zikzak zincirlerinden oluşur. Zirkonyum, hafniyum ve platinin geçiş metali tetrakloridlerine izomorfiktir.

İki ve teknesyum triklor polimorfu vardır, α- ve β-TcCl₃. A polimorfu ayrıca Tc₃Cl₉ olarak belirtilir. Confacial biyoktahedral bir yapı benimser. Kloro-asetat Tc₂(O₂CCH₃)₄Cl₂'nin HC1 ile işlenmesi suretiyle hazırlanır. Re₃Cl₉ gibi a-polimorfunun yapısı kısa M-M mesafelerine sahip üçgenlerden oluşur. β-TcCl₃, molibden triklorür için de görüldüğü gibi çiftler halinde düzenlenen oktahedral Tc merkezlerine sahiptir. TcBr₃, her iki triklorür fazının yapısını kabul etmez. Bunun yerine, kısa ve uzun Tc-Tc temasları olan konfacial oktahedra zincirlerinden oluşan molibden tribromür yapısına sahiptir. TcI₃, eşit Tc-Tc kontaklarına sahip konfacial oktahedra zincirlerine sahip olan TiI₃'ün yüksek sıcaklık fazıyla aynı yapıya sahiptir.

Birkaç anyonik technetium halide bilinmektedir. İkili tetrahalidler, oktahedral moleküler geometriyi benimseyen heksahalidlere [TcX₆]²⁻ (X = F, Cl, Br, I) dönüştürülebilir. Daha düşük halojenürler, Tc-Tc bağları olan anyonik kümeler oluşturur. Mo, W, Re. ile ilişkili elementlerin benzer durumu vardır. Bu kümeler Tc₄, Tc₆, Tc₈, ve Tc₁₃ nükleerliğine sahiptir. Daha kararlı Tc₆ ve Tc₈ kümeleri, dikey Tc atomu çiftlerinin üçlü bağlarla ve düzlemsel atomların tekli bağlarla bağlandığı prizma şekillerine sahiptir. Her teknesyum atomu altı bağ yapar ve kalan değerlik elektronları klor veya brom gibi bir eksenel ve iki köprü ligand halojen atomu ile doldurabililir.

Koordinasyon ve organometalik kompleksler

Teknesyum organik ligandlarla çeşitli koordinasyon kompleksleri oluşturur. Birçoğu nükleer tıpla ilgisi nedeniyle iyi araştırılmıştır.

Teknesyum, Tc-C bağları, yani organoteknium kompleksleri ile çeşitli bileşikler oluşturur. Bu sınıfın önde gelen üyeleri CO, aren ve siklopentadienil ligandları olan komplekslerdir. İkili karbonil Tc₂(CO)₁₀, beyaz uçucu bir katıdır. Bu molekülde, iki teknesyum atomu birbirine bağlanır; her atom beş karbonil ligandının oktahedra ile çevrilidir. Teknesyum atomları arasındaki bağ uzunluğu, 303 pm, metalik teknetyumdaki (272 pm) iki atom arasındaki mesafeden önemli ölçüde daha büyüktür. Benzer karboniller, teknesyumun konjenerleri, manganez ve renyumdan oluşur. Organoteknik bileşiklere ilgi de nükleer tıptaki uygulamalarla motive olmuştur. Diğer metal karboniller için alışılmadık bir şekilde, Tc, aquo-karbonil kompleksleri oluşturur, önemli olan [Tc(CO)₃(H₂O)₃]⁺ 'dır.

İzotopları

Atom numarası (Z ile gösterilir 43) olan Teknesyum, periyodik tablodaki tüm izotopların radyoaktif olduğu en düşük numaralı elementtir. En hafif ikinci radyoaktif element olan promethium, 61 atom sayısına sahiptir. Tek sayıda protona sahip atom çekirdeği, toplam nükleon sayısı (protonlar + nötronlar) eşit olduğunda ve tek sayılı elementlerin daha az kararlı izotopları olsa bile, çift sayılı olanlardan daha az stabildir.

En kararlı radyoaktif izotoplar, 4.21 milyon yıllık yarılanma ömrüne sahip teknesyum-97, 4.2 milyon yıllık teknesyum-98 ve 211.100 yıllık teknesyum-99'dur. Otuz diğer radyoizotop, 85 ila 118 arasında değişen kütle sayıları ile karakterize edilmiştir. Bunların çoğunun yarı ömrü vardır, istisnalar teknetik-93 (2.73 saat), teknesyum-94 (4.88 saat), teknesyum-95 (20 saat) ve teknesyum-96 (4.3 gün) şeklindedir.

Teknesyum-98'den (⁹⁸Tc) daha hafif izotoplar için birincil bozunma modu, molibden üreten (Z = 42) elektron yakalamadır. Teknesyum-98 ve daha ağır izotoplar için, birincil mod, beta-emisyonudur (bir elektron veya pozitron emisyonu), rutenyum (Z = 44) üretir, ancak teknesyum-100'ün hem beta emisyonu hem de elektron yakalaması ile bozunması mümkündür.

Teknesyum ayrıca bir veya daha fazla uyarılmış nükleonlu olan izotopları çok sayıda nükleer izomere sahiptir. Teknesyum-97m (^97mTc; "m" metastabilite anlamına gelir) 91 günlük yarılanma ömrü ve 0.0965 MeV uyarım enerjisi ile en kararlı olanıdır. Bunu teknesyum-95m (61 gün, 0.03 MeV) ve teknesyum-99m (6.01 saat, 0.142 MeV) takip eder. Teknesyum-99m sadece gama ışınları yayar ve teknesyum-99'a bozunur.

Teknesyum-99 (⁹⁹Tc), uranyum-235 (²³⁵U) fisyonunun önemli bir ürünüdür ve bu da onu en yaygın ve en kolay ulaşılabilir teknoton izotopu haline getirir. Bir gram teknesyum-99, saniyede 6.2×10⁸ parçalanma üretir (başka bir deyişle, ⁹⁹Tc'nin spesifik aktivitesi 0.62 GBq/g'dır).

Oluşum ve üretim

Teknesyum doğal olarak Dünya'nın kabuğunda trilyon başına yaklaşık 0.003 parça dakikalık konsantrasyonlarda oluşur. Teknesyum çok nadirdir çünkü ⁹⁷Tc ve ⁹⁸Tc'nin yarı ömürleri sadece 4.2 milyon yıldır. Dünya'nın oluşumundan bu yana bu türden binden fazla dönem geçti, bu nedenle bir ilkel teknik teknesyum bile bir atomunun hayatta kalma olasılığı etkili bir şekilde sıfır. Bununla birlikte, uranyum cevherlerinde kendiliğinden fisyon ürünleri olarak az miktarda bulunur. Bir kilogram uranyum tahmini 1 nanogram (10⁻⁹ g) teknetyum içerir. S-, M-, ve N spektral tiplerine sahip bazı kırmızı dev yıldızlar, teknesyumun varlığını gösteren bir spektral absorpsiyon hattı içerir. Bu kırmızı devler gayri resmi olarak teknesyum yıldızları olarak bilinir.

Fisyon atıkları

Nadir görülen doğal oluşumun aksine, her yıl çeşitli fisyon ürünleri içeren kullanılmış nükleer yakıt çubuklarından büyük miktarlarda teknesyum-99 üretilir. Bir gram uranyum-235'in nükleer reaktörlerde fisyonu, 27 mg teknesyum-99'u verir, bu da teknesyum %6.1'lik bir fisyon ürünü verimi verir. Diğer fissil izotoplar, uranyum-233'ten %4.9 ve plütonyum-239'dan %6.21 gibi benzer vernik verimleri üretir. 1983 ve 1994 yılları arasında nükleer reaktörlerde, karasal teknisyenin baskın kaynağı olduğu tahminen 49.000 TBq (78 metrik ton) bir teknetyum üretildi. Üretimin sadece bir kısmı ticari olarak kullanılmaktadır.

Teknesyum-99, hem uranyum-235 hem de plütonyum-239'un nükleer fisyonu ile üretilir. Bu nedenle radyoaktif atıklarda ve fisyon bombası patlamalarının nükleer serpilmesinde bulunur. Harcanan yakıt miktarı başına ölçülerde ölçülen çürümesi, nükleer atıkların oluşmasından yaklaşık 104 ila 106 yıl sonra nükleer atık radyoaktivitesine baskın katkıda bulunur. 1945'ten 1994'e kadar, atmosferik nükleer testler sırasında çevreye tahmini olarak 160 TBq (yaklaşık 250 kg) teknesyum-99 salındı. 1986 yılına kadar çevreye salınan nükleer reaktörlerden gelen teknesyum-99 miktarı, esas olarak nükleer yakıtın yeniden işlenmesi yoluyla 1000 TBq (yaklaşık 1600 kg) düzeyindedir; bunların çoğu denize deşarj edildi. Yeniden işleme yöntemleri o zamandan bu yana emisyonları azalttı, ancak 2005'ten itibaren teknesyum-99'un çevreye birincil salımı, 1995-1999 yılları arasında İrlanda Denizi'ne tahmini 550 TBq (yaklaşık 900 kg) salınan Sellafield fabrikası tarafından yapıldı. 2000 yılından itibaren miktar, düzenleme ile yılda 90 TBq (yaklaşık 140 kg) ile sınırlandırılmıştır. Teknesyum denize boşaltılması, bazı deniz ürünlerinin bu elementin çok küçük miktarlarıyla kontamine olmasına neden oldu. Örneğin, Batı Cumbria'dan gelen Avrupa ıstakozu ve balıkları yaklaşık 1 Bq/kg teknetyum içerir.

Ticari kullanım için fisyon ürünü

Metastabil izotop teknesyum-99m, nükleer reaktörlerde uranyum veya plütonyum fisyonundan sürekli bir fisyon ürünü olarak üretilir:

${\ce {^{238}_{92}U ->[{\ce {sf}}] ^{137}_{53}I + ^{99}_{39}Y + 2^{1}_{0}n}}$

${\ce {^{99}_{39}Y ->[\beta^-][1.47\,{\ce {s}}] ^{99}_{40}Zr ->[\beta^-][2.1\,{\ce {s}}] ^{99}_{41}Nb ->[\beta^-][15.0\,{\ce {s}}] ^{99}_{42}Mo ->[\beta^-][65.94\,{\ce {h}}] ^{99}_{43}Tc ->[\beta^-][211,100\,{\ce {y}}] ^{99}_{44}Ru}}$

Kullanılmış yakıtın yeniden işlenmeden önce birkaç yıl beklemesine izin verildiğinden, tüm molibden-99 ve teknesyum-99m, fisyon ürünlerinin geleneksel nükleer yeniden işlemedeki ana aktinitlerden ayrılmasıyla azalır. Plütonyum-uranyum ekstraksiyonundan (PUREX) sonra kalan sıvı, TcO−
4 olarak yüksek bir teknonyum konsantrasyonu içerir, ancak bunların neredeyse tamamı teknesyum-99m değil, teknesyum-99'dur.

Tıbbi çalışmalarda kullanılan teknesyum-99m'nin büyük çoğunluğu, bir reaktördeki yüksek derecede zenginleştirilmiş özel uranyum hedeflerini ışınlayarak, yeniden işleme tesislerindeki hedeflerden molibden-99 çıkarılarak üretilir ve tanı merkezinde, molibden-99'un bozunması üzerine üretilen teknesyum-99m'nin geri kazanılmasıdır. Molibdat MoO2−
4 formundaki molibden-99, bir teknesyum-99m jeneratörünün (aynı zamanda bazen "molibden inek" olarak da adlandırılır) içinde korumalı bir kolon kromatografisinde asit alümina (Al
2O
3) üzerine adsorbe edilir. Molibden-99'un yarı ömrü 67 saattir, bu nedenle bozunmasından kaynaklanan kısa ömürlü teknisyum-99m (yarı ömür: 6 saat) sürekli olarak üretilmektedir. Bozunabilir perteknetat TcO−
4 daha sonra bir tuzlu su çözeltisi kullanılarak elüsyon ile kimyasal olarak ekstrakte edilebilir. Bu sürecin bir dezavantajı, parçalanabilir malzemelerin güvenlik önlemlerine tabi olan uranyum-235 içeren hedefleri gerektirmesidir.

Dünya arzının neredeyse üçte ikisi iki reaktörden geliyor; Ontario, Kanada'daki Chalk River Laboratories'deki Ulusal Araştırma Evrensel Reaktörü ve Petten, Hollanda'daki Nükleer Araştırma ve Danışmanlık Grubu'nda Yüksek Akı Reaktörü. teknesyum-99m üreten tüm büyük reaktörler 1960'larda inşa edildi ve ömrünün sonuna yaklaştı. Teknesyum-99m talebinin %200'ünü üretmek üzere planlanan ve üretilen iki yeni Çok Amaçlı Uygulamalı Fizik Kafes Deney reaktörü diğer tüm üreticileri kendi reaktörlerini inşa etmekten kurtardı. Daha önce test edilmiş reaktörlerin 2008'de iptal edilmesiyle, gelecekteki teknesyum-99m arzı sorunlu hale geldi.

Atık imhası

Teknesyum-99'un uzun yarı ömrü ve anyonik tür oluşturma potansiyeli, radyoaktif atıkların uzun süreli atılması için büyük bir endişe yaratmaktadır. Yeniden işleme tesislerindeki fisyon ürünlerini uzaklaştırmak için tasarlanan işlemlerin çoğu sezyum (örn., Sezyum-137) ve stronsiyum (örneğin stronsiyum-90) gibi katyonik türleri hedeflemektedir. Dolayısıyla perteknetat bu süreçlerden kaçar. Mevcut bertaraf seçenekleri kıtasal, jeolojik açıdan kararlı kayalarda gömülmeyi desteklemektedir. Bu tür uygulamaların birincil tehlikesi, atığın su ile temas etme olasılığıdır ve bu da çevreye radyoaktif kirlenmeye neden olabilir. Anyonik perteknetat ve iyodür, minerallerin yüzeylerine adsorbe olma eğilimindedir ve muhtemelen yıkanması muhtemeldir. Karşılaştırıldığında plütonyum, uranyum ve sezyum toprak partiküllerine bağlanma eğilimindedir. Teknesyum göl dibindeki sedimanlarda mikrobiyal aktivite gibi bazı ortamlar tarafından hareketsiz hale getirilebilir ve teknesyum çevre kimyası aktif bir araştırma alanıdır.

Teknesyum-99 için CERN'de alternatif bir bertaraf yöntemi, dönüşüm gösterilmiştir. Bu süreçte, teknesyum (bir metal hedef olarak teknesyum-99), rutenium-100'e beta bozunması ile bozunan kısa ömürlü teknesyum-100'ü (yarılanma ömrü = 16 saniye) oluşturmak için nötronlarla bombardımana tutulur. Kullanılabilir rutenyumun geri kazanılması bir hedefse, son derece saf bir teknesyum hedefe ihtiyaç vardır; hedefte americium ve curium gibi küçük aktinitlerin küçük izleri varsa, bunlar fisyona uğrayacak ve ışınlanmış hedefin radyoaktivitesini artıran daha fazla fisyon ürünü oluşturacaklardır.'Taze fisyon' dan rutenyum-106 (yarılanma ömrü 374 gün) oluşumunun, nihai rutenyum metalinin aktivitesini arttırması muhtemeldir, bu daha sonra rutenyumun kullanılmasından önce ışınlamadan sonra daha uzun bir soğutma süresi gerektirecektir.

Teknesyum-99'un kullanılmış nükleer yakıttan gerçekte ayrılması uzun bir süreçtir. Yakıtın yeniden işlenmesi sırasında, yüksek derecede radyoaktif atık sıvının bir bileşeni olarak ortaya çıkar. Birkaç yıl oturduktan sonra, radyoaktivite, teknesyum-99 dahil olmak üzere uzun ömürlü izotopların ekstraksiyonunun mümkün olduğu bir seviyeye düşer. Bir dizi kimyasal işlem yüksek saflıkta teknesyum-99 metal verir.

Nötron aktivasyonu

Teknesyum-99m oluşturmaya bozunan molibden-99, molibden-98'in nötron aktivasyonu ile oluşturulabilir. Gerektiğinde, diğer teknisyen izotopları fisyonla önemli miktarlarda üretilmez, ancak ana izotopların nötron ışınlaması ile üretilir (örneğin, teknesyum-97, rutenyum-96'nın nötron ışınlaması ile yapılabilir).

Parçacık hızlandırıcıları

¹⁰⁰Mo(p,2n)^99mTc reaksiyonunu takiben medikal siklotronlarda, bir molibden-100 hedefinin 22-MeV-proton bombardımanı ile Teknesyum-99m üretiminin uygulanabilirliği 1971'de gösterilmiştir. Tıbbi teknesyum-99m'deki son eksiklikler, izotopik olarak zenginleştirilmiş (>% 99.5) molibden-100 hedeflerinin proton bombardımanı ile üretimine olan ilgiyi yeniden ateşledi. Partikül hızlandırıcılarında (n, 2n) veya (γ, n) reaksiyonları yoluyla molibden-100'den molibden-99 elde etmek için başka teknikler araştırılmaktadır.

Uygulamalar

Nükleer tıp ve biyoloji

Teknesyum-99m ("m" bunun radyoaktif bir nükleer izomer olduğunu belirtir) radyoaktif izotop tıbbi testlerinde kullanılır. Örneğin, Teknesyum-99m, tıbbi görüntüleme ekipmanının insan vücudunda izlediği radyoaktif bir izleyicidir. Rol için çok uygundur, çünkü kolayca saptanabilir 140 keV gama ışını yayar ve yarı ömrü 6.01 saattir (yani yaklaşık %94'ü 24 saat içinde teknesyum-99'a bozunur). Teknesyumun kimyası, her biri vücutta nasıl metabolize edileceğini ve depolandığını belirleyen çeşitli biyokimyasal bileşiklere bağlanmasına izin verir ve bu tek izotop, çok sayıda teşhis testi için kullanılabilir. 50'den fazla yaygın radyofarmasötik, beyin, kalp kası, tiroid, akciğerler, karaciğer, safra kesesi, böbrekler, iskelet, kan ve tümörlerin görüntülenmesi ve fonksiyonel çalışmaları için teknesyumun-99m'ye dayanmaktadır.

Daha uzun ömürlü izotop, 61 günlük yarılanma ömrüne sahip teknesyumun-95m, teknisyumun çevrede ve bitki ve hayvan sistemlerinde hareketini incelemek için radyoaktif bir izleyici olarak kullanılır.

Endüstriyel ve kimyasal

Teknesyum-99 neredeyse tamamen beta bozunumu ile bozulur, tutarlı düşük enerjili ve eşlik eden gama ışınları olmayan beta parçacıkları yayar. Dahası, uzun yarı ömrü, bu emisyonun zamanla çok yavaş azaldığı anlamına gelir. Aynı zamanda radyoaktif atıklardan yüksek kimyasal ve izotopik saflığa ekstrakte edilebilir. Bu nedenlerden dolayı, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) standart beta yayıcıdır ve ekipman kalibrasyonu için kullanılır. Opnelektronik cihazlar ve nano ölçekli nükleer piller için Technetium-99 da önerilmiştir.

Renyum ve paladyum gibi, teknisyum da bir katalizör görevi görebilir. İzopropil alkolün hidrojensizleştirilmesi gibi işlemlerde, renyum veya paladyumdan çok daha etkili bir katalizördür. Bununla birlikte, radyoaktivitesi güvenli katalitik uygulamalarda önemli bir sorundur.

Çelik suya daldırıldığında, suya 250 °C'ye (523 K) yükseltilse bile suya küçük bir konsantrasyonda (55 ppm) potasyum perteknetat (VII) eklenmesi çeliği korozyondan korur. Bu nedenle, perteknetat, çelik için anodik bir korozyon inhibitörü olarak kullanılmıştır, ancak teknisyenin radyoaktivitesi, bu uygulamayı müstakil sistemlerle sınırlayan problemler doğurmaktadır. CrO2−
4 korozyonu da önleyebilirken, on kat daha yüksek bir konsantrasyon gerektirir. Bir deneyde, bir karbon çelik örneği 20 yıl boyunca sulu bir perteknetat çözeltisi içinde tutuldu ve hala paslanmadı. Perteknetatın korozyonu önlediği mekanizma iyi anlaşılmamıştır, ancak ince bir yüzey tabakasının (pasivasyon) geri dönüşümlü oluşumunu içerdiği görülmektedir. Bir teori, perteknetatın, daha fazla korozyonu önleyen bir teknik dioksit tabakası oluşturmak için çelik yüzeyle reaksiyona girdiğini; aynı etki, perteknetatın sudan uzaklaştırılması için demir tozunun nasıl kullanılabileceğini açıklar. Perteknetat konsantrasyonu minimum konsantrasyonun altına düşerse veya çok yüksekse diğer iyonların konsantrasyonu eklenirse, etki hızla kaybolur.

Belirtildiği gibi, Teknesyumun radyoaktif doğası (gerekli konsantrasyonlarda 3 MBq/L) bu korozyon korumasını hemen hemen tüm durumlarda kullanışsız hale getirir. Bununla birlikte, kaynar su reaktörlerinde kullanılmak üzere perteknetat iyonları tarafından korozyon koruması önerilmiştir (ancak hiçbir zaman kabul edilmemiştir).

Önlemler

Teknesyum hiçbir doğal biyolojik rol oynamaz ve normalde insan vücudunda bulunmaz.Teknesyum nükleer fisyon ile miktar olarak üretilir ve birçok radyonüklitten daha kolay yayılır. Kimyasal toksisitesi düşük görünüyor. Örneğin, birkaç hafta boyunca gıdanın gramı başına 15 ug teknesyum-99'u alan fareler için kan formülü, vücut ve organ ağırlıkları ve gıda tüketiminde önemli bir değişiklik tespit edilemedi. Teknesyum (kütle birimi başına) radyolojik toksisitesi, bileşiğin, söz konusu izotop için radyasyon tipinin ve izotopun yarı ömrünün bir fonksiyonudur.

Teknesyumun tüm izotopları dikkatli kullanılmalıdır. En yaygın izotop olan teknesyum-99 zayıf bir beta yayıcıdır; bu radyasyon laboratuvar cam eşyalarının duvarları tarafından durdurulur. Teknesyum ile çalışırken birincil tehlike toz solunmasıdır; akciğerlerde bu tür radyoaktif kontaminasyon önemli bir kanser riski oluşturabilir. Çoğu iş için, davlumbazın dikkatli bir şekilde kullanılması yeterlidir ve torpido gözüne gerek yoktur.