Izotopy technetu - Isotopes of technetium

Główne izotopy technetu   ( 43 Tc)
Izotop Rozkład
obfitość okres półtrwania ( t 1/2 ) tryb produkt
95m tc syn 61 dni ε 95 miesięcy
γ –
TO 95 Tc
96 Tc syn 4,3 d ε 96 miesięcy
γ –
97 Tc syn 4,21×10 6  lat ε 97 Mies
97m Tc syn 91 dni TO 97 Tc
98 Tc syn 4,2×10 6  lat β − 98 Ruż
γ –
99 Tc namierzać 2.111×10 5  lat β − 99 rumu
99m Tc syn 6.01 godz TO 99 Tc
γ –

Technet ( 43 Tc) jest pierwszym z dwóch pierwiastków lżejszych od bizmutu , które nie mają stabilnych izotopów ; drugim takim pierwiastkiem jest promet . Jest przede wszystkim sztuczny, w przyrodzie występują tylko śladowe ilości wytwarzane przez spontaniczne rozszczepienie (są szacunkowe)2,5 x 10 -13 g 99 Tc na gram uranowej ) lub wychwytywanie neutronów przez molibdenu . Pierwszymi zsyntetyzowanymi izotopami były 97 Tc i 99 Tc w 1936 roku, pierwszy sztuczny pierwiastek do wyprodukowania. Najbardziej stabilne radioizotopy to 97 Tc ( okres półtrwania 4,21 mln lat), 98 Tc (okres półtrwania: 4,2 mln lat) i 99 Tc (okres półtrwania: 211 100 lat).

Trzydzieści trzy inne radioizotopy zostały scharakteryzowane o masach atomowych w zakresie od 85 Tc do 120 Tc. Większość z nich ma okres półtrwania krótszy niż godzina; wyjątkami są 93 Tc (okres półtrwania: 2,75 godziny), 94 Tc (okres półtrwania: 4,883 godziny), 95 Tc (okres półtrwania: 20 godzin) i 96 Tc (okres półtrwania: 4,28 dni).

Technet ma również liczne stany meta . 97m Tc jest najbardziej stabilny, z okresem półtrwania 91,0 dni (0,097 MeV). Następnie 95m Tc (okres półtrwania: 61 dni, 0,038 MeV) i 99m Tc (okres półtrwania: 6,04 godziny, 0,143 MeV). 99m Tc emituje tylko promieniowanie gamma , które następnie rozpada się na 99 Tc.

W przypadku izotopów lżejszych niż najbardziej stabilny izotop 98 Tc, głównym sposobem rozpadu jest wychwytywanie elektronów do izotopów molibdenu . W przypadku cięższych izotopów głównym trybem jest emisja beta do izotopów rutenu , z wyjątkiem tego, że 100 Tc może rozpadać się zarówno przez emisję beta, jak i wychwytywanie elektronów.

Technet-99 jest najpowszechniejszym i najłatwiej dostępnym izotopem, ponieważ jest głównym produktem rozszczepienia aktynowców, takich jak uran i pluton, z wydajnością produktu rozszczepienia wynoszącą 6% lub więcej, i w rzeczywistości jest najważniejszym długożyciowym produktem rozszczepienia . Lżejsze izotopy technetu prawie nigdy nie są wytwarzane podczas rozszczepiania, ponieważ początkowe produkty rozszczepienia mają zwykle wyższy stosunek neutron/proton niż stabilny dla ich zakresu masy, a zatem ulegają rozpadowi beta aż do osiągnięcia ostatecznego produktu. Rozpad beta produktów rozszczepienia o masie 95–98 zatrzymuje się na stabilnych izotopach molibdenu tych mas i nie dociera do technetu. Dla masy 100 i większej izotopy technetu tych mas są bardzo krótkotrwałe i szybko ulegają rozpadowi beta do izotopów rutenu . Dlatego technet w wypalonym paliwie jądrowym to praktycznie całe 99 Tc.

Jeden gram 99 Tc produkuje6.2 x 10 8 rozpady drugą (czyli 0,62 g Bq / g).

Technet nie ma stabilnych lub prawie stabilnych izotopów, a zatem nie można podać standardowej masy atomowej .

Lista izotopów

Nuklid
 Z n Masa izotopowa ( Da )
 Pół życia
Tryb zaniku
 Córka
izotopu
 Spin i
parzystość
Obfitość izotopowa
Energia wzbudzenia
85 Tc 43 42 84.94883(43)# <110 ns β + 85 miesięcy 1/2−#
P 84 mies
β + , p 84 Nb
86 Tc 43 43 85,94288(32)# 55(6) ms β + 86 mies (0+)
86m tc 1500(150) keV 1.11(21) µs (5+, 5-)
87 Tc 43 44 86.93653(32)# 2.18(16) s β + 87 Miesiąc 1/2−#
87m Tc 20(60)# keV 2# s 9/2+#
88 Tc 43 45 87.93268(22)# 5.8(2) s β + 88 mies (2, 3)
88m Tc 0(300)# keV 6,4(8) β + 88 mies (6, 7, 8)
89 Tc 43 46 88.92717(22)# 12,8(9) β + 89 mies (9/2+)
89m Tc 62,6(5) keV 12,9(8) β + 89 mies (1/2−)
90 Tc 43 47 89.92356(26) 8,7(2) s β + 90 miesięcy 1+
90m Tc 310(390) keV 49,2(4) s β + 90 miesięcy (8+)
91 Tc 43 48 90.91843(22) 3,14(2) min β + 91 miesiąca (9/2)+
91m Tc 139,3(3) keV 3,3 (1) min β + (99%) 91 miesiąca (1/2)−
Informatyka (1%) 91 Tc
92 Tc 43 49 91.915260(28) 4.25(15) min β + 92 miesiąc (8)+
92m TTC 270,15(11) keV 1,03(7) µs (4+)
93 Tc 43 50 92.910249(4) 2,75(5) godz β + 93 miesiąc 9/2+
93m1 Tc 391,84(8) keV 43,5 (10) min) Informatyka (76,6%) 93 Tc 1/2−
β + (23,4%) 93 miesiąc
93m2 Tc 2185,16(15) keV 10.2(3) µs (17/2)-
94 Tc 43 51 93.909657(5) 293(1) min β + 94 miesiąc 7+
94m tc 75,5(19) keV 52,0 (10) min β + (99,9%) 94 miesiąc (2)+
IT (.1%) 94 Tc
95 Tc 43 52 94.907657(6) 20,0(1) godz β + 95 miesięcy 9/2+
95m tc 38,89(5) keV 61 ust. 2 β + (96,12%) 95 miesięcy 1/2−
informatyka (3,88%) 95 Tc
96 Tc 43 53 95.907871(6) 4.28(7) β + 96 miesięcy 7+
96m tc 34,28(7) keV 51,5 (10) min) informatyka (98%) 96 Tc 4+
β + (2%) 96 miesięcy
97 Tc 43 54 96.906365(5) 4,21 x 10 6 WE 97 Mies 9/2+
97m Tc 96,56(6) keV 91,0(6) d IT (99,66%) 97 Tc 1/2−
WE (.34%) 97 Mies
98 Tc 43 55 97.907216(4) 4,2 x 10 6 β − 98 Ruż (6)+
98m tc 90,76 (16) keV 14,7(3) µs (2)−
99 Tc 43 56 98.9062547(21) 2,111 (12) x 10 5 β − 99 rumu 9/2+ namierzać
99m Tc 142,6832(11) keV 6.0067(5) godz IT (99,99%) 99 Tc 1/2−
β - (0,0037%) 99 rumu
100 Tc 43 57 99.9076578(24) 15,8(1) s β − (99,99%) 100 rupii 1+
WE (.0018%) 100 miesięcy
100m1 Tc 200,67(4) keV 8.32(14) µs (4)+
100m2 Tc 243,96(4) keV 3.2(2) µs (6)+
101 Tc 43 58 100.907315(26) 14.22(1) min β − 101 Ru 9/2+
101m Tc 207,53(4) keV 636(8) 1/2−
102 Tc 43 59 101.909215(10) 5.28(15) s β − 102 Ru 1+
102m Tc 20(10) keV 4,35(7) min β − (98%) 102 Ru (4, 5)
Informatyka (2%) 102 Tc
103 Tc 43 60 102.909181(11) 54,2(8) β − 103 Rui 5/2+
104 Tc 43 61 103.91145(5) 18,3 (3) min β − 104 Ruy (3+)#
104m1 Tc 69,7(2) keV 3,5(3) µs 2(+)
104m2 Tc 106,1(3) keV 0,40(2) µs (+)
105 Tc 43 62 104.91166(6) 7,6 (1) min β − 105 Rui (3/2−)
106 Tc 43 63 105.914358(14) 35,6(6) s β − 106 ru (1, 2)
107 Tc 43 64 106.91508(16) 21.2(2) s β − 107 Ru (3/2−)
107m Tc 65,7(10) keV 184(3) ns (5/2−)
108 Tc 43 65 107.91846(14) 5.17(7) β − 108 Rui (2)+
109 Tc 43 66 108.91998(10) 860(40) ms β − (99,92%) 109 Ruś 3/2−#
β − , n (0,08%) 108 Rui
110 Tc 43 67 109.92382(8) 0,92(3) β − (99,96%) 110 Rui (2+)
β − , n (0,04%) 109 Ruś
111 Tc 43 68 110.92569(12) 290(20) ms β − (99,15%) 111 Ru 3/2−#
β - , n (.85%) 110 Rui
112 Tc 43 69 111.92915(13) 290(20) ms β − (97,4%) 112 Ruś 2+#
β − , n (2,6%) 111 Ru
113 Tc 43 70 112.93159(32)# 170(20) ms β − 113 Ruś 3/2−#
114 Tc 43 71 113.93588(64)# 150 (30) ms β − 114 Rui 2+#
115 Tc 43 72 114.93869(75)# 100# ms [>300 ns] β − 115 rupii 3/2−#
116 Tc 43 73 115.94337(75)# 90# ms [>300 ns] 2+#
117 Tc 43 74 116.94648(75)# 40# ms [>300 ns] 3/2−#
118 Tc 43 75 117.95148(97)# 30# ms [>300 ns] 2+#
Ten nagłówek i stopka tabeli:
  1. ^ m Tc – wzbudzony izomer jądrowy .
  2. ^ ( ) – Niepewność (1 σ ) podawana jest zwięźle w nawiasach po odpowiednich ostatnich cyfrach.
  3. ^ # – Masa atomowa oznaczona #: wartość i niepewność pochodząca nie z danych czysto eksperymentalnych, ale przynajmniej częściowo z trendów z Powierzchni Masy (TMS).
  4. ^ Tryby zaniku:
    WE: Wychwytywanie elektronów
    TO: Przejście izomeryczne
    n: Emisja neutronów
    P: Emisja protonów
  5. ^ Pogrubiona kursywa symbol jako córka – Produkt Córka jest prawie stabilny.
  6. ^ Pogrubiony symbol jako córka – Produkt Córka jest stabilny.
  7. ^ ( ) wartość spinu — wskazuje spin ze słabymi argumentami przypisania.
  8. ^ a b # – Wartości oznaczone # nie pochodzą wyłącznie z danych eksperymentalnych, ale przynajmniej częściowo z trendów sąsiednich nuklidów (TNN).
  9. ^ Długożyciowy produkt rozszczepienia
  10. ^ Stosowany w medycynie

Stabilność izotopów technetu

Technet i promet to niezwykłe lekkie pierwiastki, ponieważ nie mają stabilnych izotopów. Korzystając z modelu kropli cieczy dla jąder atomowych, można wyprowadzić półempiryczny wzór na energię wiązania jądra. Ten wzór przewiduje „ dolinę stabilności beta ”, wzdłuż której nuklidy nie ulegają rozpadowi beta. Nuklidy, które leżą „na ścianach” doliny, mają tendencję do rozpadu poprzez rozpad beta w kierunku środka (emisja elektronu, emisja pozytonu lub wychwytywanie elektronu). Dla ustalonej liczby nukleonów A , energie wiązania leżą na jednej lub kilku parabolach , z najbardziej stabilnym nuklidem na dole. Można mieć więcej niż jedną parabolę, ponieważ izotopy o parzystej liczbie protonów i parzystej liczbie neutronów są bardziej stabilne niż izotopy o nieparzystej liczbie neutronów i nieparzystej liczbie protonów. Pojedynczy rozpad beta następnie przekształca jeden w drugi. Kiedy jest tylko jedna parabola, na tej paraboli może znajdować się tylko jeden stabilny izotop. Przy dwóch parabolach, czyli przy parzystej liczbie nukleonów, może się zdarzyć (rzadko), że jest stabilne jądro z nieparzystą liczbą neutronów i nieparzystą liczbą protonów (choć zdarza się to tylko w czterech przypadkach: 2 H , 6 Li , 10 B i 14 N ). Jeśli jednak tak się stanie, nie może istnieć stabilny izotop o parzystej liczbie neutronów i parzystej liczbie protonów. (patrz stabilne izobary z rozpadem beta )

Dla technetu ( Z = 43) dolina stabilności beta skupia się na około 98 nukleonach. Jednak na każdą liczbę nukleonów od 94 do 102 istnieje już co najmniej jeden stabilny nuklid albo molibdenu ( Z = 42) albo rutenu ( Z = 44), a reguła izobary Mattaucha mówi, że dwie sąsiednie izobary nie mogą być jednocześnie stabilne . W przypadku izotopów o nieparzystej liczbie nukleonów natychmiast wyklucza to istnienie stabilnego izotopu technetu, ponieważ może istnieć tylko jeden stabilny nuklid o stałej nieparzystej liczbie nukleonów. W przypadku izotopów o parzystej liczbie nukleonów, ponieważ technet ma nieparzystą liczbę protonów, każdy izotop musi mieć również nieparzystą liczbę neutronów. W takim przypadku obecność stabilnego nuklidu o tej samej liczbie nukleonów i parzystej liczbie protonów wyklucza możliwość powstania stabilnego jądra.

Izotop technetu-97 rozpada się tylko przez wychwytywanie elektronów i można go powstrzymać przed rozpadem radioaktywnym przez jego pełną jonizację.

Bibliografia