Изотопы технеция

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Изотопы технеция — разновидности атомов (и ядер) химического элемента технеция, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Технеций — один из двух легких элементов периодической системы, для которого неизвестны стабильные изотопы (все изотопы технеция радиоактивны). Другим таким элементом является прометий[1]. Наиболее стабильными изотопами технеция являются 97Tc (период полураспада: 4,21 млн лет),98Tc (период полураспада 4,2 млн лет) и 99Tc (период полураспада 211,1 тыс. лет)[2]. Большинство других изотопов имеют период полураспада порядка нескольких часов и менее.

Многие изотопы технеция имеют метастабильные возбуждённые состояния (изомеры). Среди изомеров технеция наиболее стабильным является 97mTc, его период полураспада составляет 90,1 суток, энергия возбуждения 0,097 МэВ, основной канал распада — изомерный переход в основное состояние 97Tc. 95mTc имеет период полураспада 61 сутки, энергию возбуждения 0,039 МэВ, основной канал распада — электронный захват в 95Mo, но в 4 % случаев происходит изомерный переход в основное состояние 95Tc. Важный для практических применений изомер 99mTc имеет период полураспада 6,01 часа, энергию возбуждения 0,143 МэВ; его основной канал распада — изомерный переход в основное, очень долгоживущее состояние 99Tc с коэффициентом ветвления 99,9963 %, поэтому он испускает почти только гамма-лучи; вероятность его β−-распада в 99Ru составляет лишь 0,0037 %[3][2].

Для изотопов легче 98Tc основным каналом распада является захват электронов с образованием соответствующих изотопов молибдена. Для 98Tc и более тяжёлых изотопов основной способ распада — бета-минус-распад с образованием изотопов рутения, за исключением 100Tc, который распадается и путём бета-минус-распада в молибден-100, и (с гораздо меньшей вероятностью) путём электронного захвата в рутений-100[2][4].

Технеций-99

Основная статья: Технеций-99

Технеций-99 является основным продуктом распада актиноидов, например, урана и плутония, с выходом около 6 % и выше. Является наиболее значимым долгоживущим продуктом деления ядер урана и плутония. Удельная активность 99Tc равна примерно 0,62 ГБк/г[5].

Технеций-99m

Основная статья: Технеций-99m

Изомер 99mTc получил широкое распространение в медицинской диагностике[6]. Очень короткое время жизни 99mTc (~6 часов) вынуждает получать его непосредственно на месте проведения медицинской процедуры. Для этого используются так называемые генераторы технеция — установки с особым образом подготовленным препаратом молибдена-99. Распад 99Mo проходит по схеме β−-распада с образованием 99mTc. Образовавшийся в генераторе 99mTc извлекают химическим способом. Сегодня рынок медицинского технеция исчисляется десятками миллионов процедур и миллиардами долларов в год[6].

Таблица изотопов технеция

Символ
нуклида		Z (p) N (n) Масса изотопа[7]
(а. е. м.) 		Период
полураспада[3]
(T1/2) 		Тип распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[3]		Распространённость
изотопа в природе
Энергия возбуждения
85Tc 43 42 84,94883(43)# <110 нс β+85Mo 1/2−#
p84Mo
β+, p 84Nb
86Tc 43 43 85,94288(32)# 55(6) мс β+86Mo (0+)
86mTc 1500(150) кэВ 1,11(21) мкс (5+, 5−)
87Tc 43 44 86,93653(32)# 2,18(16) с β+87Mo 1/2−#
87mTc 20(60)# кэВ 2# с 9/2+#
88Tc 43 45 87,93268(22)# 5,8(2) с β+88Mo (2 3)
88mTc 0(300)# кэВ 6,4(8) с β+88Mo (6 7 8)
89Tc 43 46 88,92717(22)# 12,8(9) с β+89Mo (9/2+)
89mTc 62,6(5) кэВ 12,9(8) с β+89Mo (1/2−)
90Tc 43 47 89,92356(26) 8,7(2) с β+90Mo 1+
90mTc 310(390) кэВ 49,2(4) с β+90Mo (8+)
91Tc 43 48 90,91843(22) 3,14(2) мин β+91Mo (9/2)+
91mTc 139,3(3) кэВ 3,3(1) мин β+ (99 %) 91Mo (1/2)−
ИП (1 %) 91Tc
92Tc 43 49 91,915260(28) 4,25(15) мин β+92Mo(8)+
92mTc 270,15(11) кэВ 1,03(7) мкс (4+)
93Tc 43 50 92,910249(4) 2,75(5) ч β+93Mo 9/2+
93m1Tc 391,84(8) кэВ 43,5(10) мин ИП (76,6 %) 93Tc 1/2−
β+ (23,4 %) 93Mo
93m2Tc 2185,16(15) кэВ 10,2(3) мкс (17/2)−
94Tc 43 51 93,909657(5) 293(1) мин β+94Mo7+
94mTc 75,5(19) кэВ 52,0(10) мин β+ (99,9 %) 94Mo(2)+
ИП (0,1 %) 94Tc
95Tc 43 52 94,907657(6) 20,0(1) ч β+95Mo9/2+
95mTc 38,89(5) кэВ 61(2) сут β+ (96,12 %) 95Mo1/2−
ИП (3,88 %) 95Tc
96Tc 43 53 95,907871(6) 4,28(7) сут β+96Mo7+
96mTc 34,28(7) кэВ 51,5(10) мин ИП (98 %) 96Tc 4+
β+ (2 %) 96Mo
97Tc 43 54 96,906365(5) 4,21⋅106 лет ЭЗ97Mo9/2+
97mTc 96,56(6) кэВ 91,0(6) сут ИП (99,66 %) 97Tc 1/2−
ЭЗ (0,34 %) 97Mo
98Tc 43 55 97,907216(4) 4,2⋅106 лет β−98Ru(6)+
98mTc 90,76(16) кэВ 14,7(3) мкс (2)−
99Tc43 56 98,9062547(21) 2,111(12)⋅105 лет β−99Ru9/2+ следовые количества[прим. 1]
99mTc142,6832(11) кэВ 6,0067(5) ч ИП (99,99 %) 99Tc 1/2−
β− (0,0037 %) 99Ru
100Tc 43 57 99,9076578(24) 15,8(1) с β− (99,99 %) 100Ru1+
ЭЗ (0,0018 %) 100Mo
100m1Tc 200,67(4) кэВ 8,32(14) мкс (4)+
100m2Tc 243,96(4) кэВ 3,2(2) мкс (6)+
101Tc 43 58 100,907315(26) 14,22(1) мин β−101Ru9/2+
101mTc 207,53(4) кэВ 636(8) мкс 1/2−
102Tc 43 59 101,909215(10) 5,28(15) с β−102Ru1+
102mTc 20(10) кэВ 4,35(7) мин β− (98 %) 102Ru(4 5)
ИП (2 %) 102Tc
103Tc 43 60 102,909181(11) 54,2(8) с β−103Ru 5/2+
104Tc 43 61 103,91145(5) 18,3(3) мин β−104Ru(3+)#
104m1Tc 69,7(2) кэВ 3,5(3) мкс 2(+)
104m2Tc 106,1(3) кэВ 0,40(2) мкс (+)
105Tc 43 62 104,91166(6) 7,6(1) мин β−105Ru (3/2−)
106Tc 43 63 105,914358(14) 35,6(6) с β−106Ru (1 2)
107Tc 43 64 106,91508(16) 21,2(2) с β−107Ru (3/2−)
107mTc 65,7(10) кэВ 184(3) нс (5/2−)
108Tc 43 65 107,91846(14) 5,17(7) с β−108Ru (2)+
109Tc 43 66 108,91998(10) 860(40) мс β− (99,92 %) 109Ru 3/2−#
β−, n (0,08 %) 108Ru
110Tc 43 67 109,92382(8) 0,92(3) с β− (99,96 %) 110Ru (2+)
β−, n (0,04 %) 109Ru
111Tc 43 68 110,92569(12) 290(20) мс β− (99,15 %) 111Ru 3/2−#
β−, n (0,85 %) 110Ru
112Tc 43 69 111,92915(13) 290(20) мс β− (97,4 %) 112Ru 2+#
β−, n (2,6 %) 111Ru
113Tc 43 70 112,93159(32)# 170(20) мс β−113Ru 3/2−#
114Tc 43 71 113,93588(64)# 150(30) мс β−114Ru 2+#
115Tc 43 72 114,93869(75)# 100# мс [>300 нс] β−115Ru 3/2−#
116Tc 43 73 115,94337(75)# 90# мс [>300 нс] 2+#
117Tc 43 74 116,94648(75)# 40# мс [>300 нс] 3/2−#
118Tc 43 75 117,95148(97)# 30# мс [>300 нс] 2+#
  1. ↑ Продукт спонтанного деления урана

Пояснения к таблице

  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Литература

  • Массы изотопов взяты из:
  • Состав изотопов и стандартные атомные массы взяты из:
  • Период полураспада, спин, данные по изомерам взяты из:
    • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties (англ.) // Nuclear Physics : journal. — 2003. — Vol. 729. — P. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Архивировано 23 сентября 2008 года.
    • National Nuclear Data Center. NuDat 2.1 database. Brookhaven National Laboratory. Дата обращения: сентябрь 2005. Архивировано 11 мая 2012 года.
    • N. E. Holden. Table of the Isotopes // CRC Handbook of Chemistry and Physics[англ.] (англ.) / D. R. Lide. — 85th. — CRC Press, 2004. — P. Section 11. — ISBN 978-0849304859.

Примечания

  1. ↑ LANL Periodic Table, «Technetium» paragraph 2
  2. ↑ 1 2 3 EnvironmentalChemistry.com, «Technetium», Nuclides / Isotopes
  3. ↑ 1 2 3 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ
  4. ↑ CRC Handbook, 85th edition, table of the isotopes
  5. ↑ The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 693, «Toxicology», paragraph 2
  6. ↑ 1 2 Новое предложение России для мировой ядерной медицины. Дата обращения: 10 февраля 2018. Архивировано 11 февраля 2018 года.
  7. ↑ Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.