A technécium izotópjai
A technécium (Tc) a periódusos rendszer első 82 eleme közül az egyik, amelynek nincs stabil izotópja (és a legkisebb rendszámú elem, amelynek kizárólag radioaktív izotópjai vannak) – a másik a prométium.[1] Mesterségesen előállított elem, a természetben csak nyomokban fordul elő, ahol spontán maghasadás vagy a molibdén neutronbefogása révén keletkezik. Elsőként a 97Tc és 99Tc izotópokat állították elő 1936-ban, így a technécium volt az első, mesterségesen előállított elem. A legstabilabb izotópja a 98Tc (felezési ideje 4,2 millió év), 97Tc (felezési ideje 2,6 millió év) és 99Tc (felezési ideje: 211,1 ezer év).[2]
További harminchárom radioizotópját írtak le, ezek tömegszáma a 85–120 tartományba esik.[3] Többségük felezési ideje egy óránál rövidebb, a kivételek a 93Tc (felezési ideje 2,75 óra), a 94Tc (felezési ideje 4,883 óra), 95Tc (felezési ideje 20 óra), és a 96Tc (felezési ideje 4,28 nap).[2]
A technéciumnak több magizomerje is létezik. Ezek közül a 97mTc a legstabilabb, felezési ideje 90,1 nap (0,097 MeV). Ezt követi a 95mTc (felezési ideje 61 nap, 0,038 MeV) és a 99mTc (felezési ideje 6,01 óra, 0,143 MeV). A 99mTc csak gamma sugarakat bocsát ki, a bomlástermék a 99Tc.[2]
A legstabilabb 98Tc izotópnál könnyebb izotópok fő bomlási módja az elektronbefogás, melynek során molibdén keletkezik. A nehezebb izotópok főként béta-sugárzók és ruténiummá bomlanak, kivéve a 100Tc-at, mely béta-bomlással és elektronbefogással is bomolhat.[2][4]
A technécium-99 a leggyakoribb és legkönnyebben elérhető izotóp, mivel az aktinoidák – mint az urán vagy plutónium – maghasadásnak egyik fő hasadási terméke, a hasadványok között részaránya legalább 6%, ezzel ez az izotóp a legjelentősebb hosszú felezési idejű hasadási termék. Maghasadás során könnyebb technéciumizotópok szinte sosem keletkeznek, mivel rendes körülmények között az elsődleges hasadási termékek neutron/proton aránya a stabil magokéhoz képest nagyobb, ezért negatív béta-bomlásokkal jutnak el a stabil állapotba. A 95–98-as tömegszámú hasadványok nem bomlanak el a technéciumig, hanem a megfelelő tömegszámú stabil molibdénizotóppá alakulnak. A 100-as és nagyobb tömegszámú technéciumizotópok felezési ideje nagyon rövid, béta-bomlással ruténiumizotópokká alakulnak. A kimerült fűtőelemrudak technéciumtartalma így gyakorlatilag csak 99Tc.
Egy gramm 99Tc-ben másodpercenként 6,2·108 bomlás történik (azaz aktivitása 0,62 GBq/g).[5]
A technéciumnak nincs stabil vagy nagyon hosszú felezési idejű izotópja, ezért standard atomtömegét nem lehet megadni.
A technécium izotópok stabilitása
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]A technécium és a prométium a könnyű elemek közül azzal a tulajdonsággal tűnnek ki, hogy nincs stabil izotópjuk. E jelenség magyarázata egy kicsit bonyolult.
Az atommagok cseppmodelljét felhasználva levezethető egy félempirikus formula, mely megadja a mag kötési energiáját. Ez a képlet megjósolja a „béta-stabilitás völgyének” létezését, melynek mentén a magok nem szenvednek béta-bomlást. A völgy „falán” elhelyezkedő magok hajlamosak béta-bomlással a völgy közepe felé haladni (egy elektron vagy pozitron kibocsátása, vagy egy elektron befogása révén). Adott A számú nukleon esetén a kötési energiák egy vagy több parabolán fekszenek, melynek alján a legstabilabb nuklid helyezkedik el. Több parabola is lehetséges, mivel a páros számú protont és páros számú neutront tartalmazó magok stabilabbak, mint a páratlan számú protont és páratlan számú neutront tartalmazó izotópok. Egyetlen béta-bomlással ilyenkor az egyik átalakul a másikká. Amikor csak egy parabola létezik, akkor azon csak egy stabil izotóp helyezkedhet el. Ha két parabola van, azaz amikor a nukleonok száma páros, akkor (ritkán) előfordulhat, hogy létezik egy stabil mag, mely páratlan számú protont és páratlan számú neutront tartalmaz (összesen négy ilyen izotóp létezik: 2H, 6Li, 10B és 14N). Ilyen esetben azonban nem létezik olyan stabil izotóp, amely páros számú protont és páros számú neutront tartalmaz.
A technécium esetén (Z=43) a béta-stabilitás völgye 98 nukleon körül található. A 95–102 tömegszám között azonban legalább egy stabil nuklidja létezik a molibdénnek (Z=42) vagy a ruténiumnak (Z=44). A páratlan tömegszámú magok esetén ez azonnal kizárja stabil technécium izotóp létezését, mivel adott, páratlan számú nukleon esetén csak egy stabil mag létezik. Páros tömegszám esetén – mivel a technécium páratlan számú protont tartalmaz – a neutronok száma páratlan. Ilyen esetben az ugyanennyi nukleont tartalmazó, páros számú protonból felépülő stabil mag létezése kizárja a stabil technécium izotóp létezését.[6]
Táblázat
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]| nuklid jele |
Z(p) | N(n) | izotóptömeg (u) |
felezési idő | bomlási mód(ok)[7][m 1] |
leány- izotóp(ok)[m 2] |
magspin | jellemző izotóp- összetétel (móltört) |
természetes ingadozás (móltört) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| gerjesztési energia | |||||||||
| 85Tc | 43 | 42 | 84,94883(43)# | <110 ns | β+ | 85Mo | 1/2−# | ||
| p | 84Mo | ||||||||
| β+, p | 84Nb | ||||||||
| 86Tc | 43 | 43 | 85,94288(32)# | 55(6) ms | β+ | 86Mo | (0+) | ||
| 86mTc | 1500(150) keV | 1,11(21) µs | (5+,5−) | ||||||
| 87Tc | 43 | 44 | 86,93653(32)# | 2,18(16) s | β+ | 87Mo | 1/2−# | ||
| 87mTc | 20(60)# keV | 2# s | 9/2+# | ||||||
| 88Tc | 43 | 45 | 87,93268(22)# | 5,8(2) s | β+ | 88Mo | (2,3) | ||
| 88mTc | 0(300)# keV | 6,4(8) s | β+ | 88Mo | (6,7,8) | ||||
| 89Tc | 43 | 46 | 88,92717(22)# | 12,8(9) s | β+ | 89Mo | (9/2+) | ||
| 89mTc | 62,6(5) keV | 12,9(8) s | β+ | 89Mo | (1/2−) | ||||
| 90Tc | 43 | 47 | 89,92356(26) | 8,7(2) s | β+ | 90Mo | 1+ | ||
| 90mTc | 310(390) keV | 49,2(4) s | β+ | 90Mo | (8+) | ||||
| 91Tc | 43 | 48 | 90,91843(22) | 3,14(2) perc | β+ | 91Mo | (9/2)+ | ||
| 91mTc | 139,3(3) keV | 3,3(1) perc | β+ (99%) | 91Mo | (1/2)− | ||||
| IT (1%) | 91Tc | ||||||||
| 92Tc | 43 | 49 | 91,915260(28) | 4,25(15) perc | β+ | 92Mo | (8)+ | ||
| 92mTc | 270,15(11) keV | 1,03(7) µs | (4+) | ||||||
| 93Tc | 43 | 50 | 92,910249(4) | 2,75(5) óra | β+ | 93Mo | 9/2+ | ||
| 93m1Tc | 391,84(8) keV | 43,5(10) perc | IT (76,6%) | 93Tc | 1/2− | ||||
| β+ (23,4%) | 93Mo | ||||||||
| 93m2Tc | 2185,16(15) keV | 10,2(3) µs | (17/2)− | ||||||
| 94Tc | 43 | 51 | 93,909657(5) | 293(1) perc | β+ | 94Mo | 7+ | ||
| 94mTc | 75,5(19) keV | 52,0(10) perc | β+ (99,9%) | 94Mo | (2)+ | ||||
| IT (0,1%) | 94Tc | ||||||||
| 95Tc | 43 | 52 | 94,907657(6) | 20,0(1) óra | β+ | 95Mo | 9/2+ | ||
| 95mTc | 38,89(5) keV | 61(2) nap | β+ (96,12%) | 95Mo | 1/2− | ||||
| IT (3,88%) | 95Tc | ||||||||
| 96Tc | 43 | 53 | 95,907871(6) | 4,28(7) nap | β+ | 96Mo | 7+ | ||
| 96mTc | 34,28(7) keV | 51,5(10) perc | IT (98%) | 96Tc | 4+ | ||||
| β+ (2%) | 96Mo | ||||||||
| 97Tc | 43 | 54 | 96,906365(5) | 2,6·106 év | EC | 97Mo | 9/2+ | ||
| 97mTc | 96,56(6) keV | 91,4(8) nap | IT (99,66%) | 97Tc | 1/2− | ||||
| EC (0,34%) | 97Mo | ||||||||
| 98Tc | 43 | 55 | 97,907216(4) | 4,2(3)·106 év | β− | 98Ru | (6)+ | ||
| 98mTc | 90,76(16) keV | 14,7(3) µs | (2)− | ||||||
| 99Tc[m 3] | 43 | 56 | 98,9062547(21) | 2,111·105 év | β− | 99Ru | 9/2+ | ||
| 99mTc[m 4] | 142,6832(11) keV | 6,0058(12) óra | IT (99,99%) | 99Tc | 1/2− | ||||
| β− (0,0037%) | 99Ru | ||||||||
| 100Tc | 43 | 57 | 99,9076578(24) | 15,8(1) s | β− (99,99%) | 100Ru | 1+ | ||
| EC (0,0018%) | 100Mo | ||||||||
| 100m1Tc | 200,67(4) keV | 8,32(14) µs | (4)+ | ||||||
| 100m2Tc | 243,96(4) keV | 3,2(2) µs | (6)+ | ||||||
| 101Tc | 43 | 58 | 100,907315(26) | 14,22(1) perc | β− | 101Ru | 9/2+ | ||
| 101mTc | 207,53(4) keV | 636(8) µs | 1/2− | ||||||
| 102Tc | 43 | 59 | 101,909215(10) | 5,28(15) s | β− | 102Ru | 1+ | ||
| 102mTc | 20(10) keV | 4,35(7) perc | β− (98%) | 102Ru | (4,5) | ||||
| IT (2%) | 102Tc | ||||||||
| 103Tc | 43 | 60 | 102,909181(11) | 54,2(8) s | β− | 103Ru | 5/2+ | ||
| 104Tc | 43 | 61 | 103,91145(5) | 18,3(3) perc | β− | 104Ru | (3+)# | ||
| 104m1Tc | 69,7(2) keV | 3,5(3) µs | 2(+) | ||||||
| 104m2Tc | 106,1(3) keV | 0,40(2) µs | (+) | ||||||
| 105Tc | 43 | 62 | 104,91166(6) | 7,6(1) perc | β− | 105Ru | (3/2−) | ||
| 106Tc | 43 | 63 | 105,914358(14) | 35,6(6) s | β− | 106Ru | (1,2) | ||
| 107Tc | 43 | 64 | 106,91508(16) | 21,2(2) s | β− | 107Ru | (3/2−) | ||
| 107mTc | 65,7(10) keV | 184(3) ns | (5/2−) | ||||||
| 108Tc | 43 | 65 | 107,91846(14) | 5,17(7) s | β− | 108Ru | (2)+ | ||
| 109Tc | 43 | 66 | 108,91998(10) | 860(40) ms | β− (99,92%) | 109Ru | 3/2−# | ||
| β−, n (0,08%) | 108Ru | ||||||||
| 110Tc | 43 | 67 | 109,92382(8) | 0,92(3) s | β− (99,96%) | 110Ru | (2+) | ||
| β−, n (0,04%) | 109Ru | ||||||||
| 111Tc | 43 | 68 | 110,92569(12) | 290(20) ms | β− (99,15%) | 111Ru | 3/2−# | ||
| β−, n (0,85%) | 110Ru | ||||||||
| 112Tc | 43 | 69 | 111,92915(13) | 290(20) ms | β− (97,4%) | 112Ru | 2+# | ||
| β−, n (2,6%) | 111Ru | ||||||||
| 113Tc | 43 | 70 | 112,93159(32)# | 170(20) ms | β− | 113Ru | 3/2−# | ||
| 114Tc | 43 | 71 | 113,93588(64)# | 150(30) ms | β− | 114Ru | 2+# | ||
| 115Tc | 43 | 72 | 114,93869(75)# | 100# ms [>300 ns] | β− | 115Ru | 3/2−# | ||
| 116Tc | 43 | 73 | 115,94337(75)# | 90# ms [>300 ns] | 2+# | ||||
| 117Tc | 43 | 74 | 116,94648(75)# | 40# ms [>300 ns] | 3/2−# | ||||
| 118Tc | 43 | 75 | 117,95148(97)# | 30# ms [>300 ns] | 2+# | ||||
- ↑ Rövidítések:
EC: Elektronbefogás
IT: Izomer átmenet - ↑ A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve, a majdnem stabilak (melyek felezési ideje a világegyetem koránál hosszabb) félkövér dőlttel vannak jelölve
- ↑ Hosszú felezési idejű hasadási termék
- ↑ A gyógyászatban használják
Megjegyzések
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]- A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
- A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.
- ↑ LANL Periodic Table, "Technetium" paragraph 2
- 1 2 3 4 EnvironmentalChemistry.com, "Technetium", Nuclides / Isotopes
- ↑ Meet technetium-120 Archiválva 2017. december 1-i dátummal a Wayback Machine-benand technetium-119[halott link], technetium's newest isotopes!
- ↑ CRC Handbook, 85th edition, table of the isotopes
- ↑ The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 693, "Toxicology", paragraph 2
- ↑ RADIOCHEMISTRY and NUCLEAR CHEMISTRY
- ↑ "Archivált másolat". 2011. február 24. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2014. április 27..
- Izotóptömegek:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008. szeptember 23. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2008. szeptember 23..
{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008. szeptember 23. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2008. szeptember 23..
- Izotóp-összetétel és standard atomtömegek:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.
{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link) - M. E. Wieser (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051.
{{cite journal}}: Unknown parameter|laysummary=ignored (súgó)
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.
- A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008. szeptember 23. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2008. szeptember 23..
{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link) - National Nuclear Data Center. "NuDat 2.1 database". Brookhaven National Laboratory. Hozzáférés: September 2005.
{{cite web}}: Check date values in:|accessdate=(súgó) - N. E. Holden (2004). "Table of the Isotopes". In D. R. Lide (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.). CRC Press. Section 11. ISBN 978-0-8493-0485-9.
{{cite book}}: Unknown parameter|nopp=ignored (|no-pp=suggested) (súgó)
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008. szeptember 23. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2008. szeptember 23..
Fordítás
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of technetium című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
| A molibdén izotópjai | A technécium izotópjai | A ruténium izotópjai |
| Izotópok listája | ||
