Interested Article - Изотопы технеция

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 . Наиболее стабильными изотопами технеция являются ⁹⁷ Tc (период полураспада: 4,21 млн лет), ⁹⁸ Tc ( период полураспада 4,2 млн лет) и ⁹⁹ Tc (период полураспада 211,1 тыс. лет) . 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 ^97m Tc, его период полураспада составляет 90,1 суток , энергия возбуждения 0,097 МэВ , основной канал распада — изомерный переход в основное состояние ⁹⁷ Tc. ^95m Tc имеет период полураспада 61 сутки , энергию возбуждения 0,039 МэВ , основной канал распада — электронный захват в ⁹⁵ Mo, но в 4 % случаев происходит изомерный переход в основное состояние ⁹⁵ Tc. Важный для практических применений изомер ^99m Tc имеет период полураспада 6,01 часа, энергию возбуждения 0,143 МэВ; его основной канал распада — изомерный переход в основное, очень долгоживущее состояние ⁹⁹ Tc с коэффициентом ветвления 99,9963 %, поэтому он испускает почти только гамма-лучи ; вероятность его β ⁻ -распада в ⁹⁹ Ru составляет лишь 0,0037 % .

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

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 ⁹⁹ Tc равна примерно 0,62 ГБк /г .

Технеций-99m

Изомер ^99m Tc получил широкое распространение в медицинской диагностике . Очень короткое время жизни ^99m Tc (~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 ⁹⁹ Mo проходит по схеме β ⁻ -распада с образованием ^99m Tc. Образовавшийся в генераторе ^99m Tc извлекают химическим способом. Сегодня рынок медицинского технеция исчисляется десятками миллионов процедур и миллиардами долларов в год .

Таблица изотопов технеция

Символ нуклида	Z ( p )	N ( n )	Масса изотопа ( а. е. м. )	Период полураспада (T _1/2 )	Тип распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра	Распространённость изотопа в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада (T _1/2 )	Тип распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра	Распространённость изотопа в природе
⁸⁵ Tc	43	42	84,94883(43)#	<110 нс	β ⁺	⁸⁵ Mo	1/2−#
					p	⁸⁴ Mo
					β ⁺ , p	⁸⁴ Nb
⁸⁶ Tc	43	43	85,94288(32)#	55(6) мс	β ⁺	⁸⁶ Mo	(0+)
^86m Tc	1500(150) кэВ			1,11(21) мкс			(5+, 5−)
⁸⁷ Tc	43	44	86,93653(32)#	2,18(16) с	β ⁺	⁸⁷ Mo	1/2−#
^87m Tc	20(60)# кэВ			2# с			9/2+#
⁸⁸ Tc	43	45	87,93268(22)#	5,8(2) с	β ⁺	⁸⁸ Mo	(2 3)
^88m Tc	0(300)# кэВ			6,4(8) с	β ⁺	⁸⁸ Mo	(6 7 8)
⁸⁹ Tc	43	46	88,92717(22)#	12,8(9) с	β ⁺	⁸⁹ Mo	(9/2+)
^89m Tc	62,6(5) кэВ			12,9(8) с	β ⁺	⁸⁹ Mo	(1/2−)
⁹⁰ Tc	43	47	89,92356(26)	8,7(2) с	β ⁺	⁹⁰ Mo	1+
^90m Tc	310(390) кэВ			49,2(4) с	β ⁺	⁹⁰ Mo	(8+)
⁹¹ Tc	43	48	90,91843(22)	3,14(2) мин	β ⁺	⁹¹ Mo	(9/2)+
^91m Tc	139,3(3) кэВ			3,3(1) мин	β ⁺ (99 %)	⁹¹ Mo	(1/2)−
^91m Tc	139,3(3) кэВ			3,3(1) мин	ИП (1 %)	⁹¹ Tc	(1/2)−
⁹² Tc	43	49	91,915260(28)	4,25(15) мин	β ⁺	⁹² Mo	(8)+
^92m Tc	270,15(11) кэВ			1,03(7) мкс			(4+)
⁹³ Tc	43	50	92,910249(4)	2,75(5) ч	β ⁺	⁹³ Mo	9/2+
^93m1 Tc	391,84(8) кэВ			43,5(10) мин	ИП (76,6 %)	⁹³ Tc	1/2−
^93m1 Tc	391,84(8) кэВ			43,5(10) мин	β ⁺ (23,4 %)	⁹³ Mo	1/2−
^93m2 Tc	2185,16(15) кэВ			10,2(3) мкс			(17/2)−
⁹⁴ Tc	43	51	93,909657(5)	293(1) мин	β ⁺	⁹⁴ Mo	7+
^94m Tc	75,5(19) кэВ			52,0(10) мин	β ⁺ (99,9 %)	⁹⁴ Mo	(2)+
^94m Tc	75,5(19) кэВ			52,0(10) мин	ИП (0,1 %)	⁹⁴ Tc	(2)+
⁹⁵ Tc	43	52	94,907657(6)	20,0(1) ч	β ⁺	⁹⁵ Mo	9/2+
^95m Tc	38,89(5) кэВ			61(2) сут	β ⁺ (96,12 %)	⁹⁵ Mo	1/2−
^95m Tc	38,89(5) кэВ			61(2) сут	ИП (3,88 %)	⁹⁵ Tc	1/2−
⁹⁶ Tc	43	53	95,907871(6)	4,28(7) сут	β ⁺	⁹⁶ Mo	7+
^96m Tc	34,28(7) кэВ			51,5(10) мин	ИП (98 %)	⁹⁶ Tc	4+
^96m Tc	34,28(7) кэВ			51,5(10) мин	β ⁺ (2 %)	⁹⁶ Mo	4+
⁹⁷ Tc	43	54	96,906365(5)	4,21⋅10 ⁶ лет	ЭЗ	⁹⁷ Mo	9/2+
^97m Tc	96,56(6) кэВ			91,0(6) сут	ИП (99,66 %)	⁹⁷ Tc	1/2−
^97m Tc	96,56(6) кэВ			91,0(6) сут	ЭЗ (0,34 %)	⁹⁷ Mo	1/2−
⁹⁸ Tc	43	55	97,907216(4)	4,2⋅10 ⁶ лет	β ⁻	⁹⁸ Ru	(6)+
^98m Tc	90,76(16) кэВ			14,7(3) мкс			(2)−
⁹⁹ Tc	43	56	98,9062547(21)	2,111(12)⋅10 ⁵ лет	β ⁻	⁹⁹ Ru	9/2+	следовые количества
^99m Tc	142,6832(11) кэВ			6,0067(5) ч	ИП (99,99 %)	⁹⁹ Tc	1/2−
^99m Tc	142,6832(11) кэВ			6,0067(5) ч	β ⁻ (0,0037 %)	⁹⁹ Ru	1/2−
¹⁰⁰ Tc	43	57	99,9076578(24)	15,8(1) с	β ⁻ (99,99 %)	¹⁰⁰ Ru	1+
¹⁰⁰ Tc	43	57	99,9076578(24)	15,8(1) с	ЭЗ (0,0018 %)	¹⁰⁰ Mo	1+
^100m1 Tc	200,67(4) кэВ			8,32(14) мкс			(4)+
^100m2 Tc	243,96(4) кэВ			3,2(2) мкс			(6)+
¹⁰¹ Tc	43	58	100,907315(26)	14,22(1) мин	β ⁻	¹⁰¹ Ru	9/2+
^101m Tc	207,53(4) кэВ			636(8) мкс			1/2−
¹⁰² Tc	43	59	101,909215(10)	5,28(15) с	β ⁻	¹⁰² Ru	1+
^102m Tc	20(10) кэВ			4,35(7) мин	β ⁻ (98 %)	¹⁰² Ru	(4 5)
^102m Tc	20(10) кэВ			4,35(7) мин	ИП (2 %)	¹⁰² Tc	(4 5)
¹⁰³ Tc	43	60	102,909181(11)	54,2(8) с	β ⁻	¹⁰³ Ru	5/2+
¹⁰⁴ Tc	43	61	103,91145(5)	18,3(3) мин	β ⁻	¹⁰⁴ Ru	(3+)#
^104m1 Tc	69,7(2) кэВ			3,5(3) мкс			2(+)
^104m2 Tc	106,1(3) кэВ			0,40(2) мкс			(+)
¹⁰⁵ Tc	43	62	104,91166(6)	7,6(1) мин	β ⁻	¹⁰⁵ Ru	(3/2−)
¹⁰⁶ Tc	43	63	105,914358(14)	35,6(6) с	β ⁻	¹⁰⁶ Ru	(1 2)
¹⁰⁷ Tc	43	64	106,91508(16)	21,2(2) с	β ⁻	¹⁰⁷ Ru	(3/2−)
^107m Tc	65,7(10) кэВ			184(3) нс			(5/2−)
¹⁰⁸ Tc	43	65	107,91846(14)	5,17(7) с	β ⁻	¹⁰⁸ Ru	(2)+
¹⁰⁹ Tc	43	66	108,91998(10)	860(40) мс	β ⁻ (99,92 %)	¹⁰⁹ Ru	3/2−#
¹⁰⁹ Tc	43	66	108,91998(10)	860(40) мс	β ⁻ , n (0,08 %)	¹⁰⁸ Ru	3/2−#
¹¹⁰ Tc	43	67	109,92382(8)	0,92(3) с	β ⁻ (99,96 %)	¹¹⁰ Ru	(2+)
¹¹⁰ Tc	43	67	109,92382(8)	0,92(3) с	β ⁻ , n (0,04 %)	¹⁰⁹ Ru	(2+)
¹¹¹ Tc	43	68	110,92569(12)	290(20) мс	β ⁻ (99,15 %)	¹¹¹ Ru	3/2−#
¹¹¹ Tc	43	68	110,92569(12)	290(20) мс	β ⁻ , n (0,85 %)	¹¹⁰ Ru	3/2−#
¹¹² Tc	43	69	111,92915(13)	290(20) мс	β ⁻ (97,4 %)	¹¹² Ru	2+#
¹¹² Tc	43	69	111,92915(13)	290(20) мс	β ⁻ , n (2,6 %)	¹¹¹ Ru	2+#
¹¹³ Tc	43	70	112,93159(32)#	170(20) мс	β ⁻	¹¹³ Ru	3/2−#
¹¹⁴ Tc	43	71	113,93588(64)#	150(30) мс	β ⁻	¹¹⁴ Ru	2+#
¹¹⁵ Tc	43	72	114,93869(75)#	100# мс [>300 нс]	β ⁻	¹¹⁵ Ru	3/2−#
¹¹⁶ Tc	43	73	115,94337(75)#	90# мс [>300 нс]			2+#
¹¹⁷ Tc	43	74	116,94648(75)#	40# мс [>300 нс]			3/2−#
¹¹⁸ Tc	43	75	117,95148(97)#	30# мс [>300 нс]			2+#

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:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon. (англ.) // Nuclear Physics : journal. — 2003. — Vol. 729 . — P. 3—128 . — doi : . 23 сентября 2008 года.
Состав изотопов и стандартные атомные массы взяты из:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor. (англ.) // Pure and Applied Chemistry : journal. — 2003. — Vol. 75 , no. 6 . — P. 683—800 . — doi : .
- M. E. Wieser. (англ.) // Pure and Applied Chemistry : journal. — 2006. — Vol. 78 , no. 11 . — P. 2051—2066 . — doi : .
Период полураспада, спин, данные по изомерам взяты из:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon. (англ.) // Nuclear Physics : journal. — 2003. — Vol. 729 . — P. 3—128 . — doi : . 23 сентября 2008 года.
- . . Brookhaven National Laboratory . Дата обращения: сентябрь 2005. 11 мая 2012 года.
- N. E. Holden. Table of the Isotopes // (англ.) ( (англ.) / D. R. Lide. — 85th. — CRC Press , 2004. — P. Section 11. — ISBN 978-0849304859 .

Примечания

LANL Periodic Table , «Technetium» paragraph 2
↑ EnvironmentalChemistry.com, «Technetium», Nuclides / Isotopes
↑ Данные приведены по Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : .
CRC Handbook, 85th edition, table of the isotopes
The Encyclopedia of the Chemical Elements , page 693, «Toxicology», paragraph 2
↑ . Дата обращения: 10 февраля 2018. 11 февраля 2018 года.
Данные приведены по Wang M. , Audi G. , Kondev F. G. , Huang W. J. , Naimi S. , Xu X. (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030002-1—030002-344 . — doi : .