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Tecnecio (símbolo químico Tc, número atómico 43) es un metal plateado gris radiactivo radiactivo. Su apariencia es similar al platino, pero comúnmente se obtiene como un polvo gris. Su isótopo de corta duración. 99mTc se usa en medicina nuclear para una amplia variedad de pruebas de diagnóstico. 99Tc se usa como una fuente libre de rayos gamma de partículas beta y su ion pertecnetato (TcO4-) podría utilizarse como inhibidor de corrosión anódica para el acero.

Antes de que se descubriera el elemento, Dmitri Mendeleev predijo muchas de las propiedades del elemento 43. Mendeleev notó una brecha en su tabla periódica y llamó al elemento ekamanganese. En 1937 su isótopo 97Tc se convirtió en el primer elemento que se produjo artificialmente, de ahí su nombre (del griego τεχνητος, que significa "artificial"). La mayoría del tecnecio producido en la Tierra es un subproducto de la fisión del uranio 235 en reactores nucleares y se extrae de las barras de combustible nuclear. Ningún isótopo de tecnecio tiene una vida media superior a 4,2 millones de años (98Tc), por lo que su detección en gigantes rojas en 1952 ayudó a reforzar la teoría de que las estrellas pueden producir elementos más pesados. En la Tierra, el tecnecio ocurre naturalmente solo en minerales de uranio como producto de fisión espontánea o por captura de neutrones en minerales de molibdeno; Las cantidades son diminutas pero se han medido.

Ocurrencia y producción

Dado que el tecnecio es inestable, solo se producen huellas diminutas de forma natural en la corteza terrestre como producto de fisión espontánea del uranio. En 1999, David Curtis (ver arriba) estimó que un kilogramo de uranio contiene 1 nanogramo (1 × 10−9 g) de tecnecio.1 Se encontró tecnecio extraterrestre en algunas estrellas gigantes rojas (tipos S, M y N) que contienen una línea de absorción en su espectro que indica la presencia de este elemento.2

En contraste con la rara ocurrencia natural, cada año se producen grandes cantidades de tecnecio-99 a partir de barras de combustible nuclear gastadas, que contienen varios productos de fisión. La fisión de un gramo del isótopo raro uranio-235 en reactores nucleares produce 27 mg de 99Tc, dando al tecnecio un rendimiento de fisión del 6,1 por ciento.3 Otros isótopos fisionables también producen rendimientos similares de tecnecio.4

Se estima que hasta 1994, se produjeron alrededor de 49,000 TBq (78 toneladas métricas) de tecnecio en reactores nucleares, que es, con mucho, la fuente dominante de tecnecio terrestre.5 Sin embargo, solo una fracción de la producción se usa comercialmente. A partir de 2005, el tecnecio-99 está disponible para los titulares de un permiso ORNL por US $ 83 / g más gastos de embalaje.6

La producción real de tecnecio-99 a partir de combustible nuclear gastado es un proceso largo. Durante el reprocesamiento de combustible, aparece en el líquido residual, que es altamente radiactivo. Después de permanecer sentado durante varios años, la radiactividad ha caído a un punto en el que la extracción de los isótopos de larga vida, incluido el tecnecio-99, se vuelve factible. Se utilizan varios procesos de extracción química que producen tecnecio-99 metal de alta pureza.4

El isótopo metaestable (un estado donde el núcleo está en un estado excitado) 99mLa Tc se produce como un producto de fisión a partir de la fisión de uranio o plutonio en reactores nucleares. Debido al hecho de que el combustible usado se deja en reposo durante varios años antes del reprocesamiento, todos 99Mo y 99mLa Tc habrá decaído cuando los productos de fisión se separen de los principales actínidos en el reprocesamiento nuclear convencional. El refinado PUREX contendrá una alta concentración de tecnecio como TcO4- pero casi todo esto será 99Tc. La gran mayoría de los 99mLa Tc utilizada en el trabajo médico se forma a partir de 99Mo que se forma por la activación de neutrones de 98Mes. 99Mo tiene una vida media de 67 horas, por lo que es de corta duración. 99mTc (vida media: 6 horas), que resulta de su descomposición, se produce constantemente.7 Luego, el hospital extrae químicamente el tecnecio de la solución mediante el uso de un generador de tecnecio-99m ("vaca de tecnecio").

La vaca de tecnecio normal es una columna de alúmina que contiene molibdeno, ya que el aluminio tiene una pequeña sección transversal de neutrones, es probable que una columna de alúmina que esté inactiva 98Mo podría irradiarse con neutrones para formar la columna radiactiva de la vaca tecnecio.8 Al trabajar de esta manera, no hay necesidad de los complejos pasos químicos que se requerirían para separar el molibdeno de la mezcla del producto de fisión. Como método alternativo, un objetivo de uranio enriquecido puede ser modificado con neutrones para formar 99Mo como producto de fisión.9

Otros isótopos de tecnecio no se producen en cantidades significativas por fisión; cuando sea necesario, se fabrican por irradiación de neutrones de isótopos originales (por ejemplo, 97La Tc puede hacerse por irradiación de neutrones de 96Ru).

Parte de los desechos radiactivos.

Dado que el rendimiento de tecnecio-99 como producto de la fisión nuclear de uranio-235 y plutonio-239 es moderado, está presente en los desechos radiactivos de los reactores de fisión y se produce cuando se detona una bomba de fisión. La cantidad de tecnecio producido artificialmente en el medio ambiente excede en gran medida su presencia natural. Esto se debe a la liberación por pruebas nucleares atmosféricas junto con la eliminación y el procesamiento de desechos radiactivos de alto nivel. Debido a su alto rendimiento de fisión y su vida media relativamente alta, el tecnecio-99 es uno de los principales componentes de los desechos nucleares. Su descomposición, medida en bequerelios por cantidad de combustible gastado, es dominante en aproximadamente 104 a 106 años después de la creación de los residuos nucleares.5

Aproximadamente 160 TBq (aproximadamente 250 kg) de tecnecio-99 fueron liberados al medio ambiente hasta 1994 por pruebas nucleares atmosféricas.5 Se estima que la cantidad de tecnecio-99 de los reactores nucleares liberados al medio ambiente hasta 1986 es del orden de 1000 TBq (aproximadamente 1600 kg), principalmente por reprocesamiento de combustible nuclear; la mayor parte de esto se descargó en el mar. En los últimos años, los métodos de reprocesamiento han mejorado para reducir las emisiones, pero a partir de 2005 la liberación principal de tecnecio-99 al medio ambiente es por la planta de Sellafield, que liberó aproximadamente 550 TBq (alrededor de 900 kg) de 1995 a 1999 en Irlanda. Mar. Desde 2000 en adelante, la cantidad ha sido limitada por regulación a 90 TBq (aproximadamente 140 kg) por año.10

Como resultado del reprocesamiento de combustible nuclear, el tecnecio se ha descargado en el mar en varios lugares, y algunos mariscos contienen cantidades pequeñas pero medibles. Por ejemplo, la langosta del oeste de Cumbria contiene pequeñas cantidades de tecnecio.11 Las bacterias anaerobias, formadoras de esporas en el Clostridium los géneros pueden reducir Tc (VII) a Tc (IV). Clostridia Las bacterias juegan un papel en la reducción de hierro, manganeso y uranio, afectando así la solubilidad de estos elementos en el suelo y los sedimentos. Su capacidad para reducir el tecnecio puede determinar una gran parte de la movilidad de Tc en los desechos industriales y otros entornos subterráneos.12

La larga vida media del tecnecio 99 y su capacidad para formar una especie aniónica lo hacen (junto con 129I) una preocupación importante cuando se considera la eliminación a largo plazo de desechos radiactivos de alto nivel. Además, muchos de los procesos diseñados para eliminar productos de fisión de corrientes de proceso de actividad media en plantas de reprocesamiento están diseñados para eliminar especies catiónicas como el cesio (p. Ej., 137Cs) y estroncio (p. Ej., 90Sr). Por lo tanto, el pertequinado puede escapar a través de estos procesos de tratamiento. Las opciones actuales de eliminación favorecen el entierro en rocas geológicamente estables. El peligro principal con este curso es que es probable que los desechos entren en contacto con el agua, lo que podría filtrar la contaminación radiactiva en el medio ambiente. El pertequinado aniónico y el yoduro son menos capaces de absorber las superficies de los minerales, por lo que es probable que sean más móviles. En comparación, el plutonio, el uranio y el cesio son mucho más capaces de unirse a las partículas del suelo. Por esta razón, la química ambiental del tecnecio es un área activa de investigación. Se ha demostrado un método alternativo de eliminación, la transmutación, en el CERN para tecnecio-99. Este proceso de transmutación es uno en el que el tecnecio (99Tc como objetivo de metal) es bombardeado con neutrones para formar la vida corta 100Tc (vida media = 16 segundos) que se descompone por desintegración beta en rutenio (100Ru). Una desventaja de este proceso es la necesidad de un blanco de tecnecio muy puro, mientras que pequeñas trazas de otros productos de fisión pueden aumentar ligeramente la actividad del blanco irradiado si hay pequeñas trazas de los actínidos menores (como el americio y el curio). el objetivo es probable que se sometan a fisión para formar productos de fisión. De esta manera, una pequeña actividad y una cantidad de actínidos menores conduce a un nivel muy alto de radiactividad en el objetivo irradiado. La formacion de 106Ru (vida media 374 días) de la fisión fresca es probable que aumente la actividad del rutenio metálico final, lo que requerirá un tiempo de enfriamiento más prolongado después de la irradiación antes de que se pueda usar el rutenio.

Historia

Búsqueda previa al descubrimiento

Dmitri Mendeleev predijo las propiedades del tecnecio antes de ser descubierto.

Durante varios años hubo una brecha en la tabla periódica entre el molibdeno (elemento 42) y el rutenio (elemento 44). Muchos de los primeros investigadores estaban ansiosos por ser los primeros en descubrir y nombrar el elemento faltante; Su ubicación en la tabla sugiere que debería ser más fácil de encontrar que otros elementos no descubiertos. Primero se pensó que se había encontrado en minerales de platino en 1828. Se le dio el nombre polinium pero resultó ser iridio impuro. Luego, en 1846, el elemento ilmenio se afirmó que fue descubierto pero se determinó que era niobio impuro. Este error se repitió en 1847 con el "descubrimiento" de pelopio13 Dmitri Mendeleev predijo que este elemento faltante, como parte de otras predicciones, sería químicamente similar al manganeso y le dio el nombre de ekamanganese.

En 1877, el químico ruso Serge Kern informó haber descubierto el elemento faltante en el mineral de platino. Kern nombró lo que pensó que era el nuevo elemento davyum, después del conocido químico inglés Sir Humphry Davy, pero se determinó que era una mezcla de iridio, rodio y hierro. Otro candidato, lucio seguido en 1896 pero se determinó que era itrio. Luego, en 1908, el químico japonés Masataka Ogawa encontró evidencia en el mineral torianita de lo que él pensaba que indicaba la presencia del elemento 43. Ogawa llamó al elemento nipponio, después de Japón (que es Japón en japonés). Un análisis posterior indicó la presencia de renio (elemento 75), no el elemento 43.1413

Descubrimiento disputado de 1925

Los químicos alemanes Walter Noddack, Otto Berg e Ida Tacke (más tarde Sra. Noddack) informaron sobre el descubrimiento del elemento 43 en 1925 y lo nombraron masurio (después de Masuria en Prusia oriental).14 El grupo bombardeó la columbita con un haz de electrones y el elemento deducido 43 estaba presente al examinar los espectrogramas de difracción de rayos X. La longitud de onda de los rayos X producidos está relacionada con el número atómico mediante una fórmula derivada por Henry Moseley en 1913. El equipo afirmó detectar una débil señal de rayos X a una longitud de onda producida por el elemento 43. Los experimentadores contemporáneos no pudieron replicar el descubrimiento , y de hecho fue descartado como un error durante muchos años.1516

No fue sino hasta 1998 que este despido comenzó a ser cuestionado. John T. Armstrong, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, realizó simulaciones por computadora de los experimentos y obtuvo resultados muy cercanos a los reportados por el equipo de 1925; La afirmación fue respaldada por el trabajo publicado por David Curtis del Laboratorio Nacional de Los Alamos que mide la (pequeña) ocurrencia natural de tecnecio.15 Todavía existe un debate sobre si el equipo de 1925 realmente descubrió el elemento 43.

Descubrimiento oficial e historia posterior

El descubrimiento del elemento 43 se ha asignado tradicionalmente a un experimento de 1937 en Sicilia realizado por Carlo Perrier y Emilio Segrè. Los investigadores de la Universidad de Palermo encontraron el isótopo de tecnecio 97Tc en una muestra de molibdeno dada a Segrè por Ernest Lawrence el año anterior (Segrè visitó Berkeley en el verano de 1936).14 La muestra había sido bombardeada previamente por núcleos de deuterio en el ciclotrón Berkeley de la Universidad de California durante varios meses.17 Funcionarios de la Universidad de Palermo intentaron sin éxito obligarlos a nombrar su descubrimiento panormio, después del nombre latino de Palermo, Panormus. En cambio, los investigadores nombraron el elemento 43 después de la palabra griega technètos, que significa "artificial", ya que fue el primer elemento que se produjo artificialmente.14

En 1952, el astrónomo Paul W. Merrill en California detectó la firma espectral del tecnecio (en particular, la luz a 403,1 nm, 423,8 nm, 426,8 nm y 429,7 nm) a la luz de gigantes rojas de tipo S.4 Estas estrellas masivas cerca del final de sus vidas fueron ricas en este elemento de corta duración, lo que significa que las reacciones nucleares dentro de las estrellas deben estar produciéndolo. Esta evidencia se utilizó para reforzar la teoría no probada de que las estrellas son donde se produce la nucleosíntesis de los elementos más pesados.18 Más recientemente, tales observaciones proporcionaron evidencia de que los elementos se estaban formando por la captura de neutrones en el proceso s.4

Desde su descubrimiento, ha habido muchas búsquedas en materiales terrestres en busca de fuentes naturales. En 1962, se aisló e identificó tecnecio 99 en pitchblende del Congo belga en cantidades muy pequeñas (aproximadamente 0.2 ng / kg);4 allí se origina como un producto de fisión espontánea de uranio-238. Este descubrimiento fue hecho por B.T. Kenna y P.K. Kuroda19 También hay evidencia de que el reactor de fisión nuclear natural de Oklo produjo cantidades significativas de tecnecio-99, que desde entonces se ha descompuesto a rutenio-99.4

Características notables

El tecnecio es un metal de transición situado en el grupo 7 (antiguo grupo 7B) de la tabla periódica, entre manganeso y renio. Como predice la ley periódica, sus propiedades son intermedias entre las del manganeso y el renio. Además, es parte del período 5, entre molibdeno y rutenio.

Este elemento es inusual entre los elementos más ligeros, ya que no tiene isótopos estables y, por lo tanto, es extremadamente raro en la Tierra. El tecnecio no juega un papel biológico natural y normalmente no se encuentra en el cuerpo humano.

La forma metálica del tecnecio se empaña lentamente en el aire húmedo. Sus óxidos son TcO2 y Tc2O7. En condiciones oxidantes, existirá tecnecio (VII) como el ion pertecnetato, TcO4-.20 Los estados de oxidación comunes del tecnecio incluyen 0, +2, +4, +5, +6 y +7.21 Cuando está en forma de polvo, el tecnecio se quemará en oxígeno.22 Se disuelve en agua regia, ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrado, pero no es soluble en ácido clorhídrico. Tiene líneas espectrales características a 363 nm, 403 nm, 410 nm, 426 nm, 430 nm y 485 nm.23

La forma metálica es ligeramente paramagnética, lo que significa que sus dipolos magnéticos se alinean con campos magnéticos externos, aunque el tecnecio no es normalmente magnético.24 La estructura cristalina del metal es hexagonal muy compacta. El tecnecio metálico puro de un solo cristal se convierte en un superconductor tipo II a 7,46 K; Los cristales irregulares y las impurezas traza elevan esta temperatura a 11.2 K para obtener un polvo de tecnecio puro al 99.9%.4 Por debajo de esta temperatura, el tecnecio tiene una profundidad de penetración magnética muy alta, la más grande entre los elementos aparte del niobio.25

El tecnecio se produce en cantidad por fisión nuclear, y se propaga más fácilmente que muchos radionucleidos. A pesar de la importancia de comprender su toxicidad en animales y humanos, la evidencia experimental es escasa. Parece tener baja toxicidad química e incluso una toxicidad radiológica más baja.4

Cuando se trabaja en un contexto de laboratorio, todos los isótopos de tecnecio deben manejarse con cuidado. El isótopo más común, el tecnecio-99, es un emisor beta débil; Dicha radiación es detenida por las paredes de vidrio de laboratorio. Se emiten rayos X suaves cuando se detienen las partículas beta, pero siempre que el cuerpo se mantenga a más de 30 cm de distancia, esto no debería suponer ningún problema. El peligro principal cuando se trabaja con tecnecio es la inhalación de polvo; Dicha contaminación radiactiva en los pulmones puede presentar un riesgo significativo de cáncer. Para la mayoría del trabajo, un manejo cuidadoso en una campana extractora es suficiente; No se necesita una guantera.4

Isótopos

El tecnecio es uno de los dos elementos en los primeros 82 que no tienen isótopos estables. El otro elemento es el prometio.26 Los radioisótopos más estables son 98Tc (vida media de 4,2 Ma), 97Tc (vida media: 2.6 Ma) y 99Tc (vida media: 211,1 ka).27

Otros 22 radioisótopos se han caracterizado con masas atómicas que van desde 87.933 u (88Tc) a 112.931 u (113Tc). La mayoría de estos tienen vidas medias que son menos de una hora; las excepciones son 93Tc (vida media: 2,75 horas), 94Tc (vida media: 4.883 horas), 95Tc (vida media: 20 horas), y 96Tc (vida media: 4,28 días).27

El tecnecio también tiene numerosos metaestados. 97mTc es el más estable, con una vida media de 90.1 días (0.097 MeV). Esto es seguido por 95mTc (vida media: 61 días, 0.038 MeV), y 99mTc (vida media: 6,01 horas, 0,143 MeV). 99mTc solo emite rayos gamma, posteriormente decayendo a 99Tc.27

Para isótopos más ligeros que el isótopo más estable, 98Tc, el modo de descomposición primaria es la captura de electrones, que proporciona molibdeno. Para los isótopos más pesados, el modo primario es la emisión beta, que proporciona rutenio, con la excepción de que 100La Tc puede decaer tanto por emisión beta como por captura de electrones.2728

El tecnecio-99 es el isótopo más común y más fácilmente disponible, ya que es un producto importante de la fisión del uranio-235. Un gramo de 99Tc produce 6.2 × 108 desintegraciones por segundo (es decir, 0.62 GBq / g).29

Estabilidad de los isótopos de tecnecio

El tecnecio y el prometio son notables entre los elementos ligeros, ya que no tienen isótopos estables. La razón de esto es algo complicada.

Usando el modelo de gota líquida para núcleos atómicos, se puede derivar una fórmula semiempírica para la energía de unión de un núcleo. Esta fórmula predice un "valle de estabilidad beta" a lo largo del cual los nucleidos no sufren descomposición beta. Los nucleidos que se encuentran "encima de las paredes" del valle tienden a decaer por la desintegración beta hacia el centro (emitiendo un electrón, emitiendo un positrón o capturando un electrón). Para un número fijo de nucleones UNA, Las energías de unión se encuentran en una o más parábolas, con el nucleido más estable en la parte inferior. Uno puede tener más de una parábola porque los isótopos con un número par de protones y un número par de neutrones son más estables que los isótopos con un número impar de neutrones y un número impar de protones. Una sola desintegración beta luego transforma una en la otra. Cuando solo hay una parábola, solo puede haber un isótopo estable en esa parábola. Cuando hay dos parábolas, es decir, cuando el número de nucleones es par, puede suceder (raramente) que haya un núcleo estable con un número impar de neutrones y un número impar de protones (aunque esto ocurre solo en cuatro casos) . Sin embargo, si esto sucede, no puede haber un isótopo estable con un número par de neutrones y un número par de protones.

Para tecnecio (Z= 43), el valle de estabilidad beta está centrado en alrededor de 98 nucleones. Sin embargo, por cada número de nucleones desde 95 hasta 102, ya existe al menos un nucleido estable de cualquiera de los molibdenos (Z= 42) o rutenio (Z= 44). Para los isótopos con un número impar de nucleones, esto inmediatamente descarta un isótopo estable de tecnecio, ya que solo puede haber un nucleido estable con un número impar fijo de nucleones. Para los isótopos con un número par de nucleones, dado que el tecnecio tiene un número impar de protones, cualquier isótopo también debe tener un número impar de neutrones. En tal caso, la presencia de un nucleido estable que tiene el mismo número de nucleones y un número par de protones descarta la posibilidad de un núcleo estable.30

Isótopos

El tecnecio es uno de los dos elementos en los primeros 82 que no tienen isótopos estables. El otro elemento es el prometio.31 Los radioisótopos más estables son 98Tc (vida media de 4,2 Ma), 97Tc (vida media: 2.6 Ma) y 99Tc (vida media: 211,1 ka).27

Otros 22 radioisótopos se han caracterizado con masas atómicas que van desde 87.933 u (88Tc) a 112.931 u (113Tc). La mayoría de estos tienen vidas medias que son menos de una hora; las excepciones son 93Tc (vida media: 2,75 horas), 94Tc (vida media: 4.883 horas), 95Tc (vida media: 20 horas), y 96Tc (vida media: 4,28 días).27

El tecnecio también tiene numerosos metaestados. 97mTc es el más estable, con una vida media de 90.1 días (0.097 MeV). Esto es seguido por 95mTc (vida media: 61 días, 0.038 MeV), y 99mTc (vida media: 6,01 horas, 0,143 MeV). 99mTc solo emite rayos gamma, posteriormente decayendo a 99Tc.27

Para isótopos más ligeros que el isótopo más estable, 98Tc, el modo de descomposición primaria es la captura de electrones, que proporciona molibdeno. Para los isótopos más pesados, el modo primario es la emisión beta, que proporciona rutenio, con la excepción de que 100La Tc puede decaer tanto por emisión beta como por captura de electrones.2732

El tecnecio-99 es el isótopo más común y más fácilmente disponible, ya que es un producto importante de la fisión del uranio-235. Un gramo de 99Tc produce 6.2 × 108 desintegraciones por segundo (es decir, 0.62 GBq / g).33

Estabilidad de los isótopos de tecnecio

El tecnecio y el prometio son notables entre los elementos ligeros, ya que no tienen isótopos estables. La razón de esto es algo complicada.

Usando el modelo de gota líquida para núcleos atómicos, se puede derivar una fórmula semiempírica para la energía de unión de un núcleo. Esta fórmula predice un "valle de estabilidad beta" a lo largo del cual los nucleidos no sufren descomposición beta. Los nucleidos que se encuentran "encima de las paredes" del valle tienden a decaer por la desintegración beta hacia el centro (emitiendo un electrón, emitiendo un positrón o capturando un electrón). Para un número fijo de nucleones UNA, Las energías de unión se encuentran en una o más parábolas, con el nucleido más estable en la parte inferior. Uno puede tener más de una parábola porque los isótopos con un número par de protones y un número par de neutrones son más estables que los isótopos con un número impar de neutrones y un número impar de protones. Una sola desintegración beta luego transforma una en la otra. Cuando solo hay una parábola, solo puede haber un isótopo estable en esa parábola. Cuando hay dos parábolas, es decir, cuando el número de nucleones es par, puede suceder (raramente) que haya un núcleo estable con un número impar de neutrones y un número impar de protones (aunque esto ocurre solo en cuatro casos) . Sin embargo, si esto sucede, no puede haber un isótopo estable con un número par de neutrones y un número par de protones.

Para tecnecio (Z= 43), el valle de estabilidad beta está centrado en alrededor de 98 nucleones. Sin embargo, por cada número de nucleones desde 95 hasta 102, ya existe al menos un nucleido estable de cualquiera de los molibdenos (Z= 42) o rutenio (Z= 44). Para los isótopos con un número impar de nucleones, esto inmediatamente descarta un isótopo estable de tecnecio, ya que solo puede haber un nucleido estable con un número impar fijo de nucleones. Para los isótopos con un número par de nucleones, dado que el tecnecio tiene un número impar de protones, cualquier isótopo también debe tener un número impar de neutrones. En tal caso, la presencia de un nucleido estable que tiene el mismo número de nucleones y un número par de protones descarta la posibilidad de un núcleo estable.34

Aplicaciones

Medicina Nuclear

99mTc ("m" indica que se trata de un isómero nuclear metaestable) se utiliza en pruebas médicas de isótopos radiactivos, por ejemplo, como un marcador radiactivo que el equipo médico puede detectar en el cuerpo.35 Se adapta bien al papel porque emite rayos gamma de 140 keV fácilmente detectables, y su vida media es de 6.01 horas (lo que significa que aproximadamente quince dieciseisavos se descomponen en 99Tc en 24 horas).36 El libro de Klaus Schwochau Tecnecio enumera 31 radiofármacos basados ​​en 99mTc para estudios de imagen y funcionales del cerebro, miocardio, tiroides, pulmones, hígado, vesícula biliar, riñones, esqueleto, sangre y tumores.

La inmunoscintigrafía incorpora 99mTc en un anticuerpo monoclonal, una proteína del sistema inmune capaz de unirse a las células cancerosas. Algunas horas después de la inyección, se utiliza equipo médico para detectar los rayos gamma emitidos por 99mTc; concentraciones más altas indican dónde está el tumor. Esta técnica es particularmente útil para detectar cánceres difíciles de encontrar, como los que afectan el intestino. Estos anticuerpos modificados son vendidos por la empresa alemana Hoechst con el nombre de "Scintium".37

Cuando 99mLa Tc se combina con un compuesto de estaño que se une a los glóbulos rojos y, por lo tanto, puede usarse para mapear trastornos del sistema circulatorio. Se usa comúnmente para detectar sitios de sangrado gastrointestinal. Un ion pirofosfato con 99mLa Tc se adhiere a los depósitos de calcio en el músculo cardíaco dañado, por lo que es útil para medir el daño después de un ataque cardíaco.38 El coloide de azufre de 99mLa Tc es eliminada por el bazo, lo que permite visualizar la estructura del bazo.39

La exposición a la radiación debido al tratamiento de diagnóstico que involucra Tc-99m puede mantenerse baja. Mientras 99mLa Tc es bastante radiactiva (lo que permite detectar fácilmente pequeñas cantidades), tiene una vida media corta, después de lo cual se desintegra en las menos radiactivas 99Tc. En la forma administrada en estas pruebas médicas (generalmente pertecnetato), ambos isótopos se eliminan rápidamente del cuerpo, generalmente en unos pocos días.38

Industrial

El tecnecio-99 se desintegra casi por completo por la desintegración beta, emitiendo partículas beta con bajas energías muy consistentes y sin rayos gamma acompañantes. Además, su vida media muy larga significa que esta emisión disminuye muy lentamente con el tiempo. También se puede extraer a una alta pureza química e isotópica de los desechos radiactivos. Por estas razones, es un emisor beta estándar NIST, utilizado para la calibración del equipo.4

95mLa Tc, con una vida media de 61 días, se usa como marcador radiactivo para estudiar el movimiento del tecnecio en el medio ambiente y en los sistemas de plantas y animales.4

Al igual que el renio y el paladio, el tecnecio puede servir como catalizador. Para ciertas reacciones, por ejemplo, la deshidrogenación del alcohol isopropílico, es un catalizador mucho más efectivo que el renio o el paladio. Por supuesto, su radioactividad es un problema importante para encontrar aplicaciones seguras.4

Bajo ciertas circunstancias, una pequeña concentración (5 × 10−5 mol / L) del ion pertecnetato en el agua puede proteger el hierro y los aceros al carbono de la corrosión. Por esta razón, el pertecnetato podría ser utilizado como un inhibidor de la corrosión anódica para el acero, aunque la radioactividad del tecnecio plantea problemas. Mientras que (por ejemplo) CrO42− También puede inhibir la corrosión, requiere una concentración diez veces mayor. En un experimento, una muestra de prueba se mantuvo en una solución acuosa de pertecnetato durante 20 años y todavía no se corroyó. El mecanismo por el cual el pertecnetato previene la corrosión no se conoce bien, pero parece implicar la formación reversible de una capa superficial delgada. Una teoría sostiene que el pertecnetato reacciona con la superficie del acero para formar una capa de dióxido de tecnecio que evita más corrosión; El mismo efecto explica cómo se puede utilizar el polvo de hierro para eliminar el pertecnetato del agua. (El carbón activado también se puede usar para el mismo efecto). El efecto desaparece rápidamente si la concentración de pertecnetato cae por debajo de la concentración mínima o si se agrega una concentración demasiado alta de otros iones. La naturaleza radiactiva del tecnecio (3 MBq por litro a las concentraciones requeridas) hace que esta protección contra la corrosión sea poco práctica en casi todas las situaciones. Sin embargo, se propuso protección contra la corrosión por iones pertecnetato (pero nunca se adoptó) para su uso en reactores de agua hirviendo.4

El tecnecio-99 también se ha propuesto para su uso en baterías nucleares optoeléctricas. 99Los electrones de desintegración beta de Tc estimularían una mezcla de excímeros, y la luz alimentaría una fotocélula. La batería consistiría en una mezcla de excímero de argón / xenón en un recipiente a presión con una superficie reflejada interna, finamente dividida 99Tc, y un agitador ultrasónico intermitente, que ilumina una fotocélula con una banda prohibida para el excímero. Si el recipiente a presión es de fibra de carbono / epoxi, se dice que la relación peso / potencia es comparable a un motor de respiración de aire con tanques de combustible.

Notas

  1. ^ "Elemento de la historia", párrafo 2 Bloques de construcción de la naturaleza. 423,
  2. Tabla periódica LANL, "Tecnecio", párrafo 1
  3. Enciclopedia de los elementos químicos, "Fuentes de tecnecio", párrafo 1, 690
  4. 4.00 4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 4.10 4.11 4.12 Klaus Schwochau. Tecnecio: Química y aplicaciones radiofarmacéuticas. (Wiley-VCH, 2000. ISBN 3527294961)
  5. 5.0 5.1 5.2 K. Yoshihara y T. Omori, (eds.) El tecnecio en el medio ambiente. en la serie Temas en química actual: T

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