Isótopos de tecnécio - Isotopes of technetium

Principais isótopos de tecnécio   ( 43 Tc)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
95m Tc syn 61 d ε 95 Mo
γ -
ISTO 95 Tc
96 Tc syn 4,3 d ε 96 Mo
γ -
97 Tc syn 4,21 × 10 6  y ε 97 Mo
97m Tc syn 91 d ISTO 97 Tc
98 Tc syn 4,2 × 10 6  y β - 98 Ru
γ -
99 Tc vestígio 2,111 × 10 5  y β - 99 Ru
99m Tc syn 6,01 h ISTO 99 Tc
γ -

Tecnécio ( 43 Tc) é o primeiro dos dois elementos mais leve que o bismuto que não possui isótopos estáveis ; o outro elemento é o promécio . É principalmente artificial, com apenas vestígios existentes na natureza produzidos por fissão espontânea (há uma estimativa2,5 × 10 -13 gramas de 99 Tc por grama de pitchblende ) ou captura de neutrões por molibdénio . Os primeiros isótopos a serem sintetizados foram 97 Tc e 99 Tc em 1936, o primeiro elemento artificial a ser produzido. Os radioisótopos mais estáveis são 97 Tc ( meia-vida de 4,21 milhões de anos), 98 Tc (meia-vida: 4,2 milhões de anos) e 99 Tc (meia-vida: 211.100 anos).

Trinta e três outros radioisótopos foram caracterizados com massas atômicas variando de 85 Tc a 120 Tc. A maioria deles tem meia-vida inferior a uma hora; as exceções são 93 Tc (meia-vida: 2,75 horas), 94 Tc (meia-vida: 4,883 horas), 95 Tc (meia-vida: 20 horas) e 96 Tc (meia-vida: 4,28 dias).

O tecnécio também possui vários metaestados . 97m Tc é o mais estável, com meia-vida de 91,0 dias (0,097 MeV). Isto é seguido por 95m Tc (meia-vida: 61 dias, 0,038 MeV) e 99m Tc (meia-vida: 6,04 horas, 0,143 MeV). O 99m Tc emite apenas raios gama , decaindo subsequentemente para 99 Tc.

Para isótopos mais leves do que o isótopo mais estável, 98 Tc, o modo de decaimento primário é a captura de elétrons para isótopos de molibdênio . Para os isótopos mais pesados, o modo primário é a emissão de beta para os isótopos de rutênio , com a exceção de que 100 Tc pode decair tanto por emissão de beta quanto por captura de elétrons.

Tecnécio-99 é o isótopo mais comum e mais facilmente disponível, pois é um produto de fissão importante da fissão de actinídeos como urânio e plutônio com um rendimento de produto de fissão de 6% ou mais e, de fato, o produto de fissão de vida longa mais significativo . Isótopos mais leves de tecnécio quase nunca são produzidos na fissão porque os produtos da fissão inicial normalmente têm uma razão nêutron / próton mais alta do que é estável para sua faixa de massa e, portanto, sofrem decaimento beta até atingir o produto final. O decaimento beta de produtos de fissão de massa 95-98 pára nos isótopos estáveis de molibdênio dessas massas e não atinge o tecnécio. Para massa 100 e superior, os isótopos de tecnécio dessas massas têm vida muito curta e decaem rapidamente em isótopos de rutênio . Portanto, o tecnécio no combustível nuclear usado é praticamente todo 99 Tc.

Um grama de 99 Tc produz6,2 × 10 8 desintegrações por segundo (ou seja, 0,62 G Bq / g).

Tecnécio não tem isótopos estáveis ​​ou quase estáveis ​​e, portanto, um peso atômico padrão não pode ser fornecido.

Lista de isótopos

Nuclídeo
 Z N Massa isotópica ( Da )
 Meia-vida
Modo de decaimento
Isótopo filha
 Giro e
paridade
Abundância isotópica
Energia de excitação
85 Tc 43 42 84,94883 (43) # <110 ns β + 85 Mo 1/2− #
p 84 Mo
β + , p 84 Nb
86 Tc 43 43 85,94288 (32) # 55 (6) ms β + 86 Mo (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 Mo 1/2− #
87m Tc 20 (60) # keV 2 # s 9/2 + #
88 Tc 43 45 87,93268 (22) # 5,8 (2) s β + 88 meses (2, 3)
88m Tc 0 (300) # keV 6,4 (8) s β + 88 meses (6, 7, 8)
89 Tc 43 46 88,92717 (22) # 12,8 (9) s β + 89 Mo (9/2 +)
89m Tc 62,6 (5) keV 12,9 (8) s β + 89 Mo (1 / 2−)
90 Tc 43 47 89,92356 (26) 8,7 (2) s β + 90 Mo 1+
90m Tc 310 (390) keV 49,2 (4) s β + 90 Mo (8+)
91 Tc 43 48 90,91843 (22) 3,14 (2) min β + 91 Mo (9/2) +
91m Tc 139,3 (3) keV 3,3 (1) min β + (99%) 91 Mo (1/2) -
TI (1%) 91 Tc
92 Tc 43 49 91,915260 (28) 4,25 (15) min β + 92 Mo (8) +
92m Tc 270,15 (11) keV 1,03 (7) µs (4+)
93 Tc 43 50 92,910249 (4) 2,75 (5) h β + 93 Mo 9/2 +
93m1 Tc 391,84 (8) keV 43,5 (10) min TI (76,6%) 93 Tc 1/2−
β + (23,4%) 93 Mo
93m2 Tc 2185,16 (15) keV 10,2 (3) µs (17/2) -
94 Tc 43 51 93,909657 (5) 293 (1) min β + 94 Mo 7 ou mais
94m Tc 75,5 (19) keV 52,0 (10) min β + (99,9%) 94 Mo (2) +
TI (0,1%) 94 Tc
95 Tc 43 52 94,907657 (6) 20,0 (1) h β + 95 Mo 9/2 +
95m Tc 38,89 (5) keV 61 (2) d β + (96,12%) 95 Mo 1/2−
TI (3,88%) 95 Tc
96 Tc 43 53 95,907871 (6) 4,28 (7) d β + 96 Mo 7 ou mais
96m Tc 34,28 (7) keV 51,5 (10) min TI (98%) 96 Tc 4+
β + (2%) 96 Mo
97 Tc 43 54 96,906365 (5) 4,21 × 10 6 a CE 97 Mo 9/2 +
97m Tc 96,56 (6) keV 91,0 (6) d TI (99,66%) 97 Tc 1/2−
EC (0,34%) 97 Mo
98 Tc 43 55 97,907216 (4) 4,2 × 10 6 a β - 98 Ru (6) +
98m Tc 90,76 (16) keV 14,7 (3) µs (2) -
99 Tc 43 56 98,9062547 (21) 2,111 (12) × 10 5 a β - 99 Ru 9/2 + vestígio
99m Tc 142,6832 (11) keV 6,0067 (5) h TI (99,99%) 99 Tc 1/2−
β - (0,0037%) 99 Ru
100 Tc 43 57 99,9076578 (24) 15,8 (1) s β - (99,99%) 100 Ru 1+
EC (0,0018%) 100 Mo
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) µs 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)
TI (2%) 102 Tc
103 Tc 43 60 102,909181 (11) 54,2 (8) s β - 103 Ru 5/2 +
104 Tc 43 61 103,91145 (5) 18,3 (3) min β - 104 Ru (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 Ru (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) s β - 108 Ru (2) +
109 Tc 43 66 108,91998 (10) 860 (40) ms β - (99,92%) 109 Ru 3/2− #
β - , n (0,08%) 108 Ru
110 Tc 43 67 109,92382 (8) 0,92 (3) s β - (99,96%) 110 Ru (2+)
β - , n (0,04%) 109 Ru
111 Tc 43 68 110,92569 (12) 290 (20) ms β - (99,15%) 111 Ru 3/2− #
β - , n (0,85%) 110 Ru
112 Tc 43 69 111,92915 (13) 290 (20) ms β - (97,4%) 112 Ru 2 + #
β - , n (2,6%) 111 Ru
113 Tc 43 70 112,93159 (32) # 170 (20) ms β - 113 Ru 3/2− #
114 Tc 43 71 113,93588 (64) # 150 (30) ms β - 114 Ru 2 + #
115 Tc 43 72 114,93869 (75) # 100 # ms [> 300 ns] β - 115 Ru 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 + #
Este cabeçalho e rodapé da tabela:
  1. ^ m Tc - Isômero nuclear excitado.
  2. ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
  3. ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da superfície de massa (TMS).
  4. ^ Modos de decadência:
    CE: Captura de elétrons
    ISTO: Transição isomérica
    n: Emissão de nêutrons
    p: Emissão de prótons
  5. ^ Símbolo em negrito e itálico como filha - o produto filha está quase estável.
  6. ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
  7. ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
  8. ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
  9. ^ Produto de fissão de longa duração
  10. ^ Usado na medicina

Estabilidade de isótopos de tecnécio

O tecnécio e o promécio são elementos leves incomuns por não possuírem isótopos estáveis. Usando o modelo de gota líquida para núcleos atômicos, pode-se derivar uma fórmula semi-empírica para a energia de ligação de um núcleo. Esta fórmula prevê um " vale de estabilidade beta " ao longo do qual os nuclídeos não sofrem decaimento beta. Os nuclídeos que ficam "nas paredes" do vale tendem a decair por decaimento beta em direção ao centro (emitindo um elétron, emitindo um pósitron ou capturando um elétron). Para um número fixo de nucleons A , as energias de ligação estão em uma ou mais parábolas , com o nuclídeo mais estável na parte inferior. Pode-se ter mais de uma parábola porque os isótopos com um número par de prótons e um número par de nêutrons são mais estáveis ​​do que os isótopos com um número ímpar de nêutrons e um número ímpar de prótons. Um único decaimento beta então se transforma um no outro. Quando há apenas uma parábola, pode haver apenas um isótopo estável nessa parábola. Quando existem duas parábolas, ou seja, quando o número de núcleons é par, pode acontecer (raramente) que haja um núcleo estável com um número ímpar de nêutrons e um número ímpar de prótons (embora isso aconteça apenas em quatro casos: 2 H , 6 Li , 10 B e 14 N ). No entanto, se isso acontecer, não pode haver um isótopo estável com um número par de nêutrons e um número par de prótons. (veja isóbaras estáveis ​​com decaimento beta )

Para o tecnécio ( Z = 43), o vale da estabilidade beta está centrado em cerca de 98 núcleos. No entanto, para cada número de nucleons de 94 a 102, já existe pelo menos um nuclídeo estável de molibdênio ( Z = 42) ou rutênio ( Z = 44), e a regra isobar de Mattauch afirma que duas isóbaras adjacentes não podem ser estáveis . Para os isótopos com número ímpar de nucleons, isso exclui imediatamente um isótopo estável de tecnécio, uma vez que pode haver apenas um nuclídeo estável com um número ímpar fixo de nucleons. Para os isótopos com um número par de nucleons, uma vez que o tecnécio tem um número ímpar de prótons, qualquer isótopo também deve ter um número ímpar de nêutrons. Nesse caso, a presença de um nuclídeo estável com o mesmo número de núcleos e um número par de prótons exclui a possibilidade de um núcleo estável.

O isótopo tecnécio-97 decai apenas por captura de elétrons, e pode ser inibido de decaimento radioativo por ionização total.

Referências