نظائر التكنيشيوم

تكنيشيوم (43Tc) هو أول العنصرين الأخف وزناً من البزموت نظائره ليس لها نشاط إشعاعي؛ العنصر الآخر هو البروميثيوم.[1] وهو اصطناعي في المقام الأول، فقط توجد كميات قليلة منه في الطبيعة والتي يتم إنتاجها بالانشطار التلقائي أو بالتقاط النيوترونات من قبل الموليبدنوم. وكانت النظائر الأولى التي سيتم توليفها من التكنيشيوم هي 97Tc و 99Tc في عام 1936، وهي أول عناصر اصطناعية سيتم إنتاجها. والنظائر المشعة الأكثر استقرارا هي 97Tc (عمر النصف 4.21 مليون سنة)، 98Tc (عمر النصف: 4.2 مليون سنة) و99Tc (عمر النصف: 211100 سنة).[2][3]

وقد اتسمت ثلاث وثلاثون من النظائر المشعة الأخرى بكتلات ذرية تتراوح من 85Tc إلى 120Tc.[4] ومعظمها له أعمار نصفية تقل عن ساعة؛ والاستثناءات هي 93Tc (عمر النصف: 2.75 ساعة)، و94Tc (عمر النصف: 4.883 ساعة)، و95Tc (عمر النصف: 20 ساعة)، و 96Tc (عمر النصف: 4.28 يوما).[2]

يحتوي التكنيشيوم أيضا على العديد من الدول الفوقية. 97mTc هو الأكثر استقرارا، له عمر النصف 91.0 يوما (0.097 mev).[2] ويلي ذلك 95mTc (عمر النصف: 61 يوما، 0.038 mev)، و 98mTc (عمر النصف: 6.04 ساعة)، 0.143mev 99mTc تنبعث فقط أشعة غاما، ثم يتحلل بعد ذلك إلى 99Tc.[2]

النظائر الأخف وزنا هي النظائر الأكثر استقرارا، 98Tc، ووضع الاضمحلال الأساسي هو التقاط إلكترون، وإعطاء الموليبدنوم. بالنسبة للنظائر الثقيلة، فإن النمط الأساسي هو انبعاث بيتا، مما يعطي الروثينيوم، مع استثناء أن 100Tc يمكن أن يتحلل سواء من خلال انبعاث بيتا أو التقاط إلكترون.[2][5]

ويعتبر التكنيشيوم-99 النظير الأكثر شيوعا والأكثر سهولة، لأنه منتج انشطاري رئيسي من انشطار الأكتينيدات مثل اليورانيوم والبلوتونيوم مع ناتج انشطار يقدر بنسبة 6 في المائة أو أكثر، وفي الواقع منتج الانشطار طويل الأجل أكثر أهمية. النظائر الخفيفة للتكنيشيوم لا تنتج تقريبا الانشطار لأن منتجات الانشطار الأولي عادة ما يكون لها نسبة نيوترون / بروتون أعلى مما هي مستقرة لنطاقها الشامل، وبالتالي تخضع لتحلل بيتا حتى الوصول إلى المنتج النهائي. انحلال بيتا من منتجات الانشطار من كتلة 95-98 تتوقف عند النظائر المستقرة من الموليبدنوم من تلك الجماهير ولا تصل إلى تكنيشيوم. لكتلة 100 فأكثر، والنظائر تكنيشيوم تلك الجماهير هي قصيرة جدا وسرعة بيتا الاضمحلال لنظائر الروثينيوم. ولذلك، فإن التكنيشيوم في الوقود النووي المستهلك هو عمليا 99Tc.

جرام واحد من 99Tc ينتج 6.2×108 يحدث هذا في ثانية [6]

ليس لدى التكنيشيوم نظائر مستقرة أو مستقرة تقريبا، وبالتالي لا يمكن إعطاء وزن ذري معياري.

استقرار نظائر التكنيشيوم

التكنيشيوم والبروميثيوم عناصر خفيفة وغير عادية لأنهم ليس لديهم نظائر مستقرة. والسبب في ذلك معقد بعض الشيء.

باستخدام نموذج إسقاط السائل للنوى الذرية، يمكن للمرء أن يستمد صيغة شبه هيمائية للطاقة الملزمة من النواة. هذه الصيغة تتوقع من «وادي الاستقرار بيتا» على طول الوادي النويدات لا تخضع لاضمحلال بيتا. النويدات التي تكمن «فوق جدران» الوادي تميل إلى الاضمحلال بواسطة اضمحلال بيتا نحو المركز (عن طريق انبعاث إلكترون، ينبعث منها بوزيترون، أو التقاط الإلكترون). وبالنسبة لعدد ثابت من النويدات A، فإن الطاقات الملزمة تقع على واحد أو أكثر من القطع المكافئة، مع نويدة أكثر استقرارا في الأسفل. يمكن للمرء أن يجد الكثير من القطع المكافئة لأن النظائر مع عدد من البروتونات حتى وعدد من النيوترونات هي أكثر استقرارا من النظائر مع عدد فردي من النيوترونات وعدد فردي من البروتونات. ثم يتحول باضمحلال بيتا واحد إلى واحد إلى الآخر. عندما يكون هناك قطعة مكافئة واحد فقط، لا يمكن أن يكون هناك سوى نظير واحد مستقر ملقى على القطع المكافئة. عندما يكون هناك اثنين من القطع المكافئة، وهكذا، حتى عندما يكون عدد من النويدات، يمكن أن يحدث (نادرا) أن هناك نواة مستقرة مع عدد فردي من النيوترونات وعدد فردي من البروتونات (على الرغم من أن هذا يحدث إلا في أربع حالات: 2H، 6Li، 10B، و14N). ومع ذلك، إذا حدث هذا، لا يمكن أن يكون هناك نظير مستقر مع عدد متساوي من النيوترونات وعدد من البروتونات. بالنسبة للتكنيشيوم (Z = 43)، يتمركز وادي الاستقرار بيتا في حوالي 98 نويدة. ومع ذلك، لكل عدد من النويدات من 95 إلى 102، هناك بالفعل على الأقل نواة مستقرة واحدة من الموليبدنوم (Z = 42) أو الروثينيوم (Z = 44). بالنسبة للنظائر ذات الأعداد الفردية من النويدات، وهذا يستبعد على الفور نظير مستقر من التكنيشيوم لأنه لا يمكن أن يكون هناك نويدة مستقرة واحدة فقط مع عدد فردي فردي من النويدات. بالنسبة للنظائر التي تحتوي على عدد قليل من النويدات، بما أن التكنيشيوم يحتوي على عدد فردي من البروتونات، يجب أن يكون لأي نظير أيضا عدد فردي من النيوترونات. في مثل هذه الحالة، وجود نواة مستقرة لها نفس العدد من النويدات وعدد من البروتونات حتى تستبعد إمكانية نواة مستقرة.[7]

قائمة النظائر
رمز
النويدة		 Zأو (p) Nأو (n)  
كتلة النظير (u)
 		 عمر النصف نوع
الاضمحلال[8][n 1]		 النظائر
المتولدة (s)[n 2]		 دوران
مغزلي
نووي
الطاقة المحررة
85Tc 43 42 84.94883(43)# <110 نانو ثانية β+ 85Mo 1/2−#
p 84Mo
β+, p 84Nb
86Tc 43 43 85.94288(32)# 55(6) ميلي ثانية β+ 86Mo (0+)
86mTc 1500(150) keV 1.11(21) ميكرو ثانية (5+,5−)
87Tc 43 44 86.93653(32)# 2.18(16) ثانية β+ 87Mo 1/2−#
87mTc 20(60)# keV 2# ثانية 9/2+#
88Tc 43 45 87.93268(22)# 5.8(2) ثانية β+ 88Mo (2,3)
88mTc 0(300)# keV 6.4(8) ثانية β+ 88Mo (6,7,8)
89Tc 43 46 88.92717(22)# 12.8(9) ثانية β+ 89Mo (9/2+)
89mTc 62.6(5) keV 12.9(8) ثانية β+ 89Mo (1/2−)
90Tc 43 47 89.92356(26) 8.7(2) ثانية β+ 90Mo 1+
90mTc 310(390) keV 49.2(4) ثانية β+ 90Mo (8+)
91Tc 43 48 90.91843(22) 3.14(2) دقيقة β+ 91Mo (9/2)+
91mTc 139.3(3) keV 3.3(1) دقيقة β+ (99%) 91Mo (1/2)−
IT (1%) 91Tc
92Tc 43 49 91.915260(28) 4.25(15) دقيقة β+ 92Mo (8)+
92mTc 270.15(11) keV 1.03(7) ميكرو ثانية (4+)
93Tc 43 50 92.910249(4) 2.75(5) ساعة β+ 93Mo 9/2+
93m1Tc 391.84(8) keV 43.5(10) دقيقة IT (76.6%) 93Tc 1/2−
β+ (23.4%) 93Mo
93m2Tc 2185.16(15) keV 10.2(3) ميكرو ثانية (17/2)−
94Tc 43 51 93.909657(5) 293(1) دقيقة β+ 94Mo 7+
94mTc 75.5(19) keV 52.0(10) دقيقة β+ (99.9%) 94Mo (2)+
IT (.1%) 94Tc
95Tc 43 52 94.907657(6) 20.0(1) ساعة β+ 95Mo 9/2+
95mTc 38.89(5) keV 61(2) يوم β+ (96.12%) 95Mo 1/2−
IT (3.88%) 95Tc
96Tc 43 53 95.907871(6) 4.28(7) يوم β+ 96Mo 7+
96mTc 34.28(7) keV 51.5(10) دقيقة IT (98%) 96Tc 4+
β+ (2%) 96Mo
97Tc 43 54 96.906365(5) 4.21x106 سنة EC 97Mo 9/2+
97mTc 96.56(6) keV 91.0(6) يوم IT (99.66%) 97Tc 1/2−
EC (.34%) 97Mo
98Tc 43 55 97.907216(4) 4.2x106 سنة β− 98Ru (6)+
98mTc 90.76(16) keV 14.7(3) ميكرو ثانية (2)−
99Tc[n 3] 43 56 98.9062547(21) 2.111(12)×105 سنة β− 99Ru 9/2+
99mTc[n 4] 142.6832(11) keV 6.0067(5) ساعة IT (99.99%) 99Tc 1/2−
β− (.0037%) 99Ru
100Tc 43 57 99.9076578(24) 15.8(1) ثانية β− (99.99%) 100Ru 1+
EC (.0018%) 100Mo
100m1Tc 200.67(4) keV 8.32(14) ميكرو ثانية (4)+
100m2Tc 243.96(4) keV 3.2(2) ميكرو ثانية (6)+
101Tc 43 58 100.907315(26) 14.22(1) دقيقة β− 101Ru 9/2+
101mTc 207.53(4) keV 636(8) ميكرو ثانية 1/2−
102Tc 43 59 101.909215(10) 5.28(15) ثانية β− 102Ru 1+
102mTc 20(10) keV 4.35(7) دقيقة β− (98%) 102Ru (4,5)
IT (2%) 102Tc
103Tc 43 60 102.909181(11) 54.2(8) ثانية β− 103Ru 5/2+
104Tc 43 61 103.91145(5) 18.3(3) دقيقة β− 104Ru (3+)#
104m1Tc 69.7(2) keV 3.5(3) ميكرو ثانية 2(+)
104m2Tc 106.1(3) keV 0.40(2) ميكرو ثانية (+)
105Tc 43 62 104.91166(6) 7.6(1) دقيقة β− 105Ru (3/2−)
106Tc 43 63 105.914358(14) 35.6(6) ثانية β− 106Ru (1,2)
107Tc 43 64 106.91508(16) 21.2(2) ثانية β− 107Ru (3/2−)
107mTc 65.7(10) keV 184(3) نانو ثانية (5/2−)
108Tc 43 65 107.91846(14) 5.17(7)  ثانية β− 108Ru (2)+
109Tc 43 66 108.91998(10) 860(40) ميلي ثانية β− (99.92%) 109Ru 3/2−#
β−, n (.08%) 108Ru
110Tc 43 67 109.92382(8) 0.92(3)  ثانية β− (99.96%) 110Ru (2+)
β−, n (.04%) 109Ru
111Tc 43 68 110.92569(12) 290(20) ميلي ثانية β− (99.15%) 111Ru 3/2−#
β−, n (.85%) 110Ru
112Tc 43 69 111.92915(13) 290(20) ميلي ثانية β− (97.4%) 112Ru 2+#
β−, n (2.6%) 111Ru
113Tc 43 70 112.93159(32)# 170(20) ميلي ثانية β− 113Ru 3/2−#
114Tc 43 71 113.93588(64)# 150(30) ميلي ثانية β− 114Ru 2+#
115Tc 43 72 114.93869(75)# 100# م ث [>300 ن ث] β− 115Ru 3/2−#
116Tc 43 73 115.94337(75)# 90# م ث [>300 ن ث] 2+#
117Tc 43 74 116.94648(75)# 40# م ث [>300 م ث] 3/2−#
118Tc 43 75 117.95148(97)# 30# م ث [>300 ن ث] 2+#
  1. المختصرات:
    EC: التقاط إلكترون
    IT: مصاوغ نووي
  2. النظائر المستقرة والنظائر شبه المستقرة (عمر النصف أطول من عمر الكون)
  3. Long-lived fission product
  4. يستخدم في الطب

ملاحظات
  • القيم التي تحمل علامة # ليست مشتقة تماما من البيانات التجريبية، ولكن على الأقل جزئيا من الاتجاهات المنهجية. يدور بين قوسين يدور بحجج مهمة ضعيفة.
  • وتعطى أوجه عدم التيقن في شكل موجز بين قوسين بعد الأرقام الأخيرة المقابلة. وتدل قيم عدم التيقن على انحراف معياري واحد، باستثناء التركيب النظيري والكتلة الذرية القياسية من إيوباك (IUPAC)، التي تستخدم أوجه عدم اليقين الموسعة.

مراجع
  1. "Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)"، الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، ص. 1059(13)، مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 أغسطس 2017، اطلع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2014. – Elements marked with a * have no stable isotope: 43, 61, and 83 and up.
  2. "Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data"، www-nds.iaea.org (باللغة الإنجليزية)، مؤرشف من الأصل في 23 مارس 2019، اطلع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2017.
  3. "Nubase 2016"، NDS IAEA، 2017، مؤرشف من الأصل في 01 ديسمبر 2017، اطلع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2017.
  4. "Ground and isomeric state information for 120Tc"، National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory، مؤرشف من الأصل في 01 ديسمبر 2017.
  5. N. E. Holden (2004)، "Table of the Isotopes"، في D. R. Lide (المحرر)، [[CRC Handbook of Chemistry and Physics]] (ط. 85th)، سي آر سي بريس، Section 11، ISBN 978-0-8493-0485-9، مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2019. {{استشهاد بكتاب}}: وصلة إنترويكي مضمنة في URL العنوان (مساعدة)
  6. The Encyclopedia of the Chemical Elements, p. 693, "Toxicology", paragraph 2
  7. Radiochemistry and Nuclear Chemistry. The isotope technetium-97 decays only by electron decay and could be inhibited from radioactive decay by fully ionizing it.
  8. "Universal Nuclide Chart"، nucleonica، مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2017.
  • بوابة العناصر الكيميائية
  • بوابة الكيمياء
  • بوابة الفيزياء
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.