Применение Технеция
Из-за своего короткого периода полураспада, испускаемого гамма-излучения с энергией 140 кэВ и его способности присоединяться ко многим активным биомолекулам, метастабильный технеций-99m на сегодняшний день является наиболее важным нуклидом, используемым в качестве индикатора для сцинтиграфии, т. е. создания изображений внутренних органов человека. Для этого, органические лиганды с высокой тенденцией связываются с клетками органа которые необходимо рассмотреть, или с моноклональными антителами, белками в иммунной системе, которые связываются с выбранными антигенами опухолевых клеток, связанных с технецием и вводимых внутривенно в кровоток пациента. Таким образом, металл концентрируется в желаемых органах и тканях или в исследуемой опухоли. Затем характеристическое гамма-излучение может быть выполнено с помощью активированного таллием йодида натрия — детекторы, зарегистрированные и для неинвазивной диагностики, используются, например, при помощи меченых опухолью антител. Таким образом, мозг, щитовидная железа, легкие, печень, желчный пузырь, селезенка, почки, исследуются костная ткань, а также труднодоступные части кишечника. Связь соединений технеция и олова с эритроцитами позволяет диагностировать заболевания системы кровеносных сосудов. Связывание пирофосфатов технеция с отложениями кальция в ткани сердечной мышцы используется для диагностики пациентов у которых случился сердечный приступ.
Гамма — излучение высокой энергии дает низкую дозировку. После обследования большая часть технеция, абсорбированного во время диагностики ядерных исследований выводится из организма. Оставшиеся атомы технеция 99m быстро распадаются на технеций-99. Он имеет длительный период полураспада, составляющий 212000 лет, и из-за относительно мягкого бета-излучения, которое выделяется при распаде, способствует лишь небольшому дополнительному облучению в течение оставшегося срока службы. В США ежегодно в диагностических целях вводят около семи миллионов разовых доз технеция-99m.
Что касается других применений, то можно отметить, что невозбужденный изотоп технеция 99 сам по себе используется как экономически выгодный источник бета-излучения
Его преимущество состоит в том, что при распаде не возникает гамма-излучения, поэтому необходимы лишь относительно незначительные меры предосторожности
Кроме того, технеций в форме его солей является одним из лучших ингибиторов ржавчины. Пертехнетат аммония или калия можно использовать в качестве защиты от коррозии для стали . Добавление 55 ppm (миллионных частей) пертехнетата калия (KTcO4) в аэрированную деионизированную воду защищает этот материал от коррозии при температуре до 250 ° C. Из-за радиоактивности технеция его потенциальное применение ограничено системами, изолированными от окружающей среды, такими как ядерные реакторы с кипящей водой .
Читайте: Автомобильный блог по ремонту и обслуживанию автомобилей для новичков
Изотопы
- Основная статья: Изотопы технеция
Радиоактивные свойства некоторых изотопов технеция:
| Массовое число | Период полураспада | Тип распада |
|---|---|---|
| 92 | 4,3 мин. | β+, электронный захват |
| 93 | 43,5 мин. | Электронный захват (18%), изомерный переход (82%) |
| 93 | 2,7 ч. | Электронный захват (85%), β+ (15%) |
| 94 | 52,5 мин. | Электронный захват (21%), изомерный переход (24%), β+ (55%) |
| 94 | 4,9 ч. | β+ (7%), электронный захват (93%) |
| 95 | 60 сут. | Электронный захват, изомерный переход (4%), β+ |
| 95 | 20 час. | Электронный захват |
| 96 | 52 мин. | Изомерный переход |
| 96 | 4,3 сут. | Электронный захват |
| 97 | 90,5 сут. | Электронный захват |
| 97 | 2,6·106 лет | Электронный захват |
| 98 | 1,5·106 лет | β- |
| 99 | 6,04 ч. | Изомерный переход |
| 99 | 2,12·106 лет | β- |
| 100 | 15,8 сек. | β- |
| 101 | 14,3 мин. | β- |
| 102 | 4,5 мин/5 сек | β-, γ/β- |
| 103 | 50сек. | β- |
| 104 | 18 мин. | β- |
| 105 | 7,8 мин. | β- |
| 106 | 37 сек. | β- |
| 107 | 29 сек. | β- |
Свойства атома технеция:
| 200 | Свойства атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса) | 97,9072 а.е.м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d5 5s2 |
| 203 | Электронная оболочка |
K2 L8 M18 N13 O2 P0 Q0 R0 |
| 204 | Радиус атома (вычисленный) | 185 пм |
| 205 | Эмпирический радиус атома* | 135 пм |
| 206 | Ковалентный радиус* | 147 пм |
| 207 | Радиус иона (кристаллический) | Tc4+ 78,5 (6) пм, Tc5+ 74 (6) пм, Tc7+ 70 (6) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле) |
| 208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | |
| 209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 43 электрона, 43 протона, 55 нейтронов |
| 210 | Семейство (блок) | элемент d-семейства |
| 211 | Период в периодической таблице | 5 |
| 212 | Группа в периодической таблице | 7-ая группа (по старой классификации – побочная подгруппа 7-ой группы) |
| 213 | Эмиссионный спектр излучения |  |
Как был открыт Технеций
История открытия такого химического элемента как технеций очень запутанна и в ней даже присутствует немного мистики. Начинается эта история в 1860-х — 1870-х годах, когда русский химик Дмитрий Иванович Менделеев предсказал наличие элемента под номером 43. Он утверждал, что разрыв между молибденом и рутением должен занять неизвестный химический элемент и будет иметь такие же свойства как марганец. Менделеев дал этому элементу название экомарганец, так как в его таблице он должен был находиться под марганцем.
До открытия таблицы Менделеева, а еще больше ученых после ее открытия, пытались обнаружить этот элемент. Все дело в том, что его расположение в Таблице позволяет узнать приблизительные свойства, которые подсказывали где его искать. В число таких естествоиспытателей входили Готфрид Осан (1826 г), Р. Германн (1846 г), Генрих Роуз (1847 г), Серж Керн (1877 г), Проспер Баррьер (1896 г) и Масатака Огава (1908 г). В 1925 году немецкие химики Ноддак, Отто Берг и Ида Так сообщили об открытии элемента под номером 75 и под номером 43. Группа исследовала Колумбит пучком электронов и в ходе исследования выявила присутствие нового химического элемента. Другие исследователи не смогли повторить этот опыт и долгое время совершенное открытие считалось ошибкой. Споры о открытии Технеция в 1925 году идут по сегодняшний день.
Эмилио Сегре — человек открывший технеций
Официальное открытие технеция, который располагается в таблице Менделеева под номером 43, произошло в университете Палермо(Италия) в 1937 году химиками и минерологами итальянского происхождения Карло Перье и Эмилио Сегре. В середине 1936 года Сегре посетил США, сначала Колумбийский университет в Нью-Йорке, а затем Национальную лабораторию Лоуренса Беркли в Калифорнии. Он убедил изобретателя циклотрона Эрнеста Лоуренса позволить ему забрать утилизированные части циклотрона, которые стали радиоактивными. Лоуренс отправил ему молибденовую фольгу, которая была частью дефлектора в циклотроне.
Сегре привлек своего коллегу Перье, чтобы попытаться доказать с помощью сравнительной химии, что активность молибдена действительно была связана с элементом с атомным номером 43. В 1937 году им удалось выделить изотопы технеция-95m и технеция-97. Должностные лица Университета Палермо хотели, чтобы они назвали свое открытие « панормиум », в честь латинского названия Палермо, Панормус . В 1947 году элемент 43 был назван в честь греческого слова τεχνητός , означающего «искусственный», поскольку это был первый элемент, который был произведен искусственно. Сегре вернулся в Беркли и встретил Гленна Т. Сиборга . Они выделили метастабильный изотоп технеций-99m, который ежегодно используется примерно в десяти миллионах медицинских диагностических процедур.
Читайте: Молибден как химический элемент таблицы Менделеева
Физические свойства технеция:
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность* | 11 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) |
| 402 | Температура плавления* | 2157 °C (2430 K, 3915 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 4265 °C (4538 K, 7709 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 33,29 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 585,2 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | |
| 410 | Молярная теплоёмкость* | 24,27 Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 8,5217 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 50,6 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),
50,6 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 413 | Коэффициент теплового расширения | 7,1 мкм/(М·К) (при 25 °С) |
| 414 | Коэффициент температуропроводности | |
| 415 | Критическая температура | |
| 416 | Критическое давление | |
| 417 | Критическая плотность | |
| 418 | Тройная точка | |
| 419 | Давление паров (мм.рт.ст.) | |
| 420 | Давление паров (Па) | |
| 421 |
Стандартная энтальпия образования ΔH |
|
| 422 | Стандартная энергия Гиббса образования ΔG | |
| 423 | Стандартная энтропия вещества S | |
| 424 | Стандартная мольная теплоемкость Cp | |
| 425 | Энтальпия диссоциации ΔHдисс | |
| 426 | Диэлектрическая проницаемость | |
| 427 | Магнитный тип | |
| 428 | Точка Кюри | |
| 429 | Объемная магнитная восприимчивость | |
| 430 | Удельная магнитная восприимчивость | |
| 431 | Молярная магнитная восприимчивость | |
| 432 | Электрический тип | |
| 433 | Электропроводность в твердой фазе | |
| 434 | Удельное электрическое сопротивление | |
| 435 | Сверхпроводимость при температуре | |
| 436 | Критическое магнитное поле разрушения сверхпроводимости | |
| 437 | Запрещенная зона | |
| 438 | Концентрация носителей заряда | |
| 439 | Твёрдость по Моосу | |
| 440 | Твёрдость по Бринеллю | |
| 441 | Твёрдость по Виккерсу | |
| 442 | Скорость звука | |
| 443 | Поверхностное натяжение | |
| 444 | Динамическая вязкость газов и жидкостей | |
| 445 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных | |
| 446 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных | |
| 446 | Предел прочности на растяжение | |
| 447 | Предел текучести | |
| 448 | Предел удлинения | |
| 449 | Модуль Юнга | |
| 450 | Модуль сдвига | |
| 451 | Объемный модуль упругости | |
| 452 | Коэффициент Пуассона | |
| 453 | Коэффициент преломления |
analogical dictionary
технеций (n. m.)
атом: Химический элемент
chemistry (en)
Metal (en)
металл, сплав
Wikipedia
Технеций
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: ,
| Техне́ций / Technetium (Tc) | |
|---|---|
| Атомный номер | 43 |
| Внешний вид простого вещества | |
| Свойства атома | |
| Атомная масса(молярная масса) | 97,9072 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | 136 пм |
| Энергия ионизации(первый электрон) | 702,2 (7,28) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | 4d5 5s2 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 127 пм |
| Радиус иона | (+7e)56 пм |
| Электроотрицательность(по Полингу) | 1,9 |
| Электродный потенциал | |
| Степени окисления | от -1 до +7; наиболее устойчива +7 |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность | 11,5 г/см³ |
| Молярная теплоёмкость | 24Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 50,6 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 2445 K |
| Теплота плавления | 23,8 кДж/моль |
| Температура кипения | 5150 K |
| Теплота испарения | 585 кДж/моль |
| Молярный объём | 8,5 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | гексагональная |
| Параметры решётки | a=2,737 c=4,391Å |
| Отношение c/a | 1,602 |
| Температура Дебая | 453 K |
| Tc | 43 |
| 97,9072 | |
| 4d55s2 | |
| Технеций |
Техне́ций — элемент побочной подгруппы седьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 43. Обозначается символом Tc (лат. Technetium). Простое вещество технеций (CAS-номер: 7440-26-8) — радиоактивный переходный металл серебристо-серого цвета. Самый лёгкий элемент, не имеющий стабильных изотопов.
История
Технеций был предсказан как эка-марганец Менделеевым на основе его Периодического закона. Несколько раз он был ошибочно открыт (как люций, ниппоний и мазурий), настоящий технеций был открыт в 1937 году.
Получение
Технеций получают из радиоактивных отходов химическим способом. Выход изотопов технеция при делении 235U в реакторе:
| Изотоп | Выход, % |
|---|---|
| 99Tc | 6,06 |
| 101Tc | 5,6 |
| 105Tc | 4,3 |
| 103Tc | 3,0 |
| 104Tc | 1,8 |
| 105Tc | 0,9 |
| 107Tc | 0,19 |
Кроме того, технеций образуется при спонтанном делении изотопов 282Th, 233U, 238U, 239Pu и может накапливаться в реакторах килограммами за год.
Физические и химические свойства
Технеций — радиоактивный переходный металл серебристо-серого цвета с гексагональной решёткой (a = 2,737 Å; с = 4,391 Å).
Изотопы
- Основная статья: Изотопы технеция
Радиоактивные свойства некоторых изотопов технеция:
| Массовое число | Период полураспада | Тип распада |
|---|---|---|
| 92 | 4,3 мин. | β+, электронный захват |
| 93 | 43,5 мин. | Электронный захват (18%), изомерный переход (82%) |
| 93 | 2,7 ч. | Электронный захват (85%), β+ (15%) |
| 94 | 52,5 мин. | Электронный захват (21%), изомерный переход (24%), β+ (55%) |
| 94 | 4,9 ч. | β+ (7%), электронный захват (93%) |
| 95 | 60 сут. | Электронный захват, изомерный переход (4%), β+ |
| 95 | 20 час. | Электронный захват |
| 96 | 52 мин. | Изомерный переход |
| 96 | 4,3 сут. | Электронный захват |
| 97 | 90,5 сут. | Электронный захват |
| 97 | 2,6·106 лет | Электронный захват |
| 98 | 1,5·106 лет | β- |
| 99 | 6,04 ч. | Изомерный переход |
| 99 | 2,12·106 лет | β- |
| 100 | 15,8 сек. | β- |
| 101 | 14,3 мин. | β- |
| 102 | 4,5 мин/5 сек | β-, γ/β- |
| 103 | 50сек. | β- |
| 104 | 18 мин. | β- |
| 105 | 7,8 мин. | β- |
| 106 | 37 сек. | β- |
| 107 | 29 сек. | β- |
Применение
Используется в медицине для контрастного сканирования желудочно-кишечного тракта при диагностике ГЭРБ и рефлюкс-эзофагита посредством меток.
Пертехнетаты (соли технециевой кислоты HTcO4) обладают антикорозионными свойствами, т.к. ион TcO4-, в отличие от ионов MnO4— и ReO4-, является самым эффективным ингибитором коррозии для железа и стали.
Биологическая роль
С химической точки зрения технеций и его соединения малотоксичны. Опасность технеция вызывается его радиотоксичностью.
Технеций при введении в организм попадает почти во все органы, но в основном задерживается в желудке и щитовидной железе. Поражение органов вызывается его β-излучением с дозой до 0,1 р/(час·мг).
При работе с технецием используются вытяжные шкафы с защитой от его β-излучения или герметичные боксы.
Примечания
- ↑ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 560. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
Ссылки
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
| H | He | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs | Ba | * | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
| Uue | Ubn | ||||||||||||||||
| * | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | ||
| ** | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
| Файл:Litium template.gif | Это незавершённая статья о химическом элементе. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Advertizing ▼
Где и как добывают Технеций
В коммерции используется исключительно метастабильный изотоп технеций-99m. Этот изотоп получают в качестве побочного продукта от деления урана или плутония в ядерных реакторах.
Поскольку отработанному топливу перед переработкой дают постоять в течение нескольких лет, весь молибден-99 и технеций-99m распадается к тому времени, когда продукты деления отделяются от основных актинидов при традиционной ядерной переработке . Жидкость, оставшаяся после плутоний-урановой экстракции ( PUREX ), содержит высокую концентрацию технеция в виде TcO4 но почти все это технеций-99, а не технеций-99m.
Подавляющая часть технеция-99m, используемого в медицинских целях, производится путем облучения специальных мишеней из высокообогащенного урана в реакторе, извлечения молибдена-99 из мишеней на предприятиях по переработке и восстановления в диагностическом центре произведенного технеция-99m при распаде молибдена-99. Молибден-99 в форме молибдата MoO2 это адсорбируют на оксид алюминия кислоты ( Al2О3) в экранированном колоночном хроматографе внутри генератора технеция-99m. Период полураспада молибдена-99 составляет 67 часов, поэтому постоянно производится короткоживущий технеций-99m (период полураспада: 6 часов), образующийся в результате его распада. Растворимый пертехнетат TcO4могут быть затем химически экстрагированы с помощью элюции с использованием солевого раствора. Недостатком этого процесса является то, что для него требуются мишени, содержащие уран-235, которые необходимо эксплуатировать согласно мер безопасности делящихся материалов.
Первый неэкранированный генератор технеция-99m был разработан в 1958 году. Раствор пертехнетата Tc-99m элюируется из молибдата Mo-99, связанного с хроматографическим субстратом. Почти две трети мировых поставок приходится на два реактора: Национальный исследовательский универсальный реактор в Chalk River Laboratories в Онтарио, Канада, и High Flux Reactor по ядерным исследованиям и консультационной группы в Петтене, Нидерланды. Все основные реакторы, производящие технеций-99m, были построены в 1960-х годах и близки к концу срока службы. Два новых канадских многоцелевых реактора на решетке для прикладной физики, спланированные и построенные для производства 200% потребности в технеции-99m, освободили всех других производителей от строительства собственных реакторов. С отменой уже испытанных реакторов в 2008 году, будущие поставки технеция-99m стали проблематичными.
Читайте: Ниобий как химический элемент таблицы Менделеева
