Isotop teknesium

Teknesium (₄₃Tc) adalah salah satu dari dua unsur dengan Z < 83 yang tidak memiliki isotop stabil; unsur lainnya adalah prometium. Ia utamanya buatan, dengan hanya jumlah renik yang ada di alam dihasilkan oleh fisi spontan (diperkirakan ada 2,5×10⁻¹³ gram ⁹⁹Tc per gram uraninit) atau penangkapan neutron oleh molibdenum. Isotop pertama yang disintesis adalah ⁹⁷Tc dan ⁹⁹Tc pada tahun 1936, unsur buatan pertama yang diproduksi. Radioisotop yang paling stabil adalah ⁹⁷Tc (waktu paruh: 4,21 juta tahun), ⁹⁸Tc (waktu paruh: 4,2 juta tahun), dan ⁹⁹Tc (waktu paruh: 211.100 tahun).

Isotop utama teknesium

Iso­top Peluruhan kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk ^95mTc sintetis 61 hri ε ^95Mo γ – IT ^95Tc ^96Tc sintetis 4,3 hri ε ^96Mo γ – ^97Tc sintetis 4,21×10^6 thn ε ^97Mo ^97mTc sintetis 91 hri IT ^97Tc ^98Tc sintetis 4,2×10^6 thn β^− ^98Ru γ – ^99Tc renik 2,111×10^5 thn β^− ^99Ru ^99mTc sintetis 6,01 jam IT ^99Tc γ –

lihat bicara sunting

Tiga puluh tiga radioisotop lainnya telah dikarakterisasi dengan massa atom berkisar antara ⁸⁵Tc hingga ¹²⁰Tc. Sebagian besar memiliki waktu paruh yang kurang dari satu jam; pengecualiannya adalah ⁹³Tc (waktu paruh: 2,75 jam), ⁹⁴Tc (waktu paruh: 4,883 jam), ⁹⁵Tc (waktu paruh: 20 jam), dan ⁹⁶Tc (waktu paruh: 4,28 hari).

Teknesium juga memiliki banyak keadaan meta. ^97mTc adalah yang paling stabil, dengan waktu paruh 91,0 hari (0,097 MeV). Ia diikuti oleh ^95mTc (waktu paruh: 61 hari, 0,038 MeV) dan ^99mTc (waktu paruh: 6,04 jam, 0,143 MeV). ^99mTc hanya memancarkan sinar gama, kemudian meluruh menjadi ⁹⁹Tc.

Untuk isotop yang lebih ringan dari ⁹⁸Tc, mode peluruhan utamanya adalah penangkapan elektron menjadi isotop molibdenum. Untuk isotop yang lebih berat, mode utamanya adalah emisi beta menjadi isotop rutenium, dengan pengecualian bahwa ¹⁰⁰Tc dapat meluruh baik dengan emisi beta maupun penangkapan elektron.

^99mTc adalah ciri khas isotop teknesium yang digunakan dalam industri kedokteran nuklir. Transisi isomerik berenergi rendah, yang menghasilkan sinar gama pada ~140.5 keV, sangat ideal untuk pencitraan menggunakan Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT). Beberapa isotop teknesium, seperti ^94mTc, ^95gTc, dan ^96gTc, yang dihasilkan melalui reaksi (p,n) menggunakan siklotron pada target molibdenum, juga telah diidentifikasi sebagai agen Positron Emission Tomography (PET). ¹⁰¹Tc telah diproduksi menggunakan generator neutron berbasis fusi D-D dari reaksi ¹⁰⁰Mo(n,γ)¹⁰¹Mo pada molibdenum alami dan peluruhan beta-minus berikutnya dari ¹⁰¹Mo menjadi ¹⁰¹Tc. Meskipun waktu paruhnya lebih pendek (14,22 menit), ¹⁰¹Tc menunjukkan karakteristik peluruhan unik yang cocok untuk prosedur diagnostik atau terapeutik radioisotop, di mana telah diusulkan bahwa penerapannya, sebagai suplemen untuk pencitraan dual-isotop atau pengganti ^99mTc, dapat dilakukan oleh produksi di tempat dan pengeluaran pada titik perawatan pasien.

⁹⁹Tc adalah isotop yang paling umum dan paling mudah tersedia, karena merupakan produk fisi utama dari fisi aktinida seperti uranium dan plutonium dengan hasil produk fisi 6% atau lebih, dan pada kenyataannya produk fisi berumur panjang yang paling signifikan. Isotop teknesium yang lebih ringan hampir tidak pernah diproduksi dalam fisi karena produk fisi awal biasanya memiliki rasio neutron/proton yang lebih tinggi daripada yang stabil untuk rentang massanya, dan oleh karena itu mengalami peluruhan beta hingga mencapai produk akhir. Peluruhan beta produk fisi massa 95-98 berhenti di isotop molibdenum yang stabil dari massa tersebut dan tidak mencapai teknesium. Untuk massa 100 dan lebih besar, isotop teknesium dari massa tersebut berumur sangat pendek dan cepat meluruh menjadi isotop rutenium. Oleh karena itu, teknesium dalam bahan bakar nuklir bekas hampir semuanya merupakan ⁹⁹Tc. Dengan adanya neutron cepat, sejumlah kecil ⁹⁸Tc akan dihasilkan oleh reaksi "knockout" (n,2n). Jika transmutasi nuklir dari teknesium yang diturunkan dari fisi atau limbah teknesium dari aplikasi medis diinginkan, neutron cepat menjadi tidak diinginkan karena ⁹⁸Tc yang berumur panjang akan meningkat daripada mengurangi umur panjang radioaktivitas dalam material.

Satu gram ⁹⁹Tc menghasilkan disintegrasi 6,2×10⁸ per detik (0,62 GBq/g).

Teknesium tidak memiliki isotop yang stabil atau hampir stabil, dan dengan demikian berat atom standarnya tidak dapat diberikan.

Daftar isotop

Nuklida	Z	N	Massa isotop (Da)	Waktu paruh	Mode peluruhan	Isotop anak	Spin dan paritas	Kelimpahan isotop
	Energi eksitasi
^85Tc	43	42	84,94883(43)#	<110 ndtk	β^+	^85Mo	1/2−#
					p	^84Mo
					β^+, p	^84Nb
^86Tc	43	43	85,94288(32)#	55(6) mdtk	β^+	^86Mo	(0+)
^86mTc	1500(150) keV	1,11(21) µdtk	(5+, 5−)
^87Tc	43	44	86,93653(32)#	2,18(16) dtk	β^+	^87Mo	1/2−#
^87mTc	20(60)# keV	2# dtk	9/2+#
^88Tc	43	45	87,93268(22)#	5,8(2) dtk	β^+	^88Mo	(2, 3)
^88mTc	0(300)# keV	6,4(8) dtk	β^+	^88Mo	(6, 7, 8)
^89Tc	43	46	88,92717(22)#	12,8(9) dtk	β^+	^89Mo	(9/2+)
^89mTc	62,6(5) keV	12,9(8) dtk	β^+	^89Mo	(1/2−)
^90Tc	43	47	89,92356(26)	8,7(2) dtk	β^+	^90Mo	1+
^90mTc	310(390) keV	49,2(4) dtk	β^+	^90Mo	(8+)
^91Tc	43	48	90,91843(22)	3,14(2) mnt	β^+	^91Mo	(9/2)+
^91mTc	139,3(3) keV	3,3(1) mnt	β^+ (99%)	^91Mo	(1/2)−
			IT (1%)	^91Tc
^92Tc	43	49	91,915260(28)	4,25(15) mnt	β^+	^92Mo	(8)+
^92mTc	270,15(11) keV	1,03(7) µdtk	(4+)
^93Tc	43	50	92,910249(4)	2,75(5) jam	β^+	^93Mo	9/2+
^93m1Tc	391,84(8) keV	43,5(10) mnt	IT (76,6%)	^93Tc	1/2−
			β^+ (23,4%)	^93Mo
^93m2Tc	2185,16(15) keV	10,2(3) µdtk	(17/2)−
^94Tc	43	51	93,909657(5)	293(1) mnt	β^+	^94Mo	7+
^94mTc	75,5(19) keV	52,0(10) mnt	β^+ (99,9%)	^94Mo	(2)+
			IT (0,1%)	^94Tc
^95Tc	43	52	94,907657(6)	20,0(1) jam	β^+	^95Mo	9/2+
^95mTc	38,89(5) keV	61(2) hri	β^+ (96,12%)	^95Mo	1/2−
			IT (3,88%)	^95Tc
^96Tc	43	53	95,907871(6)	4,28(7) hri	β^+	^96Mo	7+
^96mTc	34,28(7) keV	51,5(10) mnt	IT (98%)	^96Tc	4+
			β^+ (2%)	^96Mo
^97Tc	43	54	96,906365(5)	4,21×10^6 thn	EC	^97Mo	9/2+
^97mTc	96,56(6) keV	91,0(6) hri	IT (99,66%)	^97Tc	1/2−
			EC (0,34%)	^97Mo
^98Tc	43	55	97,907216(4)	4,2×10^6 thn	β^−	^98Ru	(6)+
^98mTc	90,76(16) keV	14,7(3) µdtk	(2)−
^99Tc	43	56	98,9062547(21)	2,111(12)×10^5 thn	β^−	^99Ru	9/2+	renik
^99mTc	142,6832(11) keV	6,0067(5) jam	IT (99,99%)	^99Tc	1/2−
			β^− (0,0037%)	^99Ru
^100Tc	43	57	99,9076578(24)	15,8(1) dtk	β^− (99,99%)	^100Ru	1+
					EC (0,0018%)	^100Mo
^100m1Tc	200,67(4) keV	8,32(14) µdtk	(4)+
^100m2Tc	243,96(4) keV	3,2(2) µdtk	(6)+
^101Tc	43	58	100,907315(26)	14,22(1) mnt	β^−	^101Ru	9/2+
^101mTc	207,53(4) keV	636(8) µdtk	1/2−
^102Tc	43	59	101,909215(10)	5,28(15) dtk	β^−	^102Ru	1+
^102mTc	20(10) keV	4,35(7) mnt	β^− (98%)	^102Ru	(4, 5)
			IT (2%)	^102Tc
^103Tc	43	60	102,909181(11)	54,2(8) dtk	β^−	^103Ru	5/2+
^104Tc	43	61	103,91145(5)	18,3(3) mnt	β^−	^104Ru	(3+)#
^104m1Tc	69,7(2) keV	3,5(3) µdtk	2(+)
^104m2Tc	106,1(3) keV	0,40(2) µdtk	(+)
^105Tc	43	62	104,91166(6)	7,6(1) mnt	β^−	^105Ru	(3/2−)
^106Tc	43	63	105,914358(14)	35,6(6) dtk	β^−	^106Ru	(1, 2)
^107Tc	43	64	106,91508(16)	21,2(2) dtk	β^−	^107Ru	(3/2−)
^107mTc	65,7(10) keV	184(3) ndtk	(5/2−)
^108Tc	43	65	107,91846(14)	5,17(7) dtk	β^−	^108Ru	(2)+
^109Tc	43	66	108,91998(10)	860(40) mdtk	β^− (99,92%)	^109Ru	3/2−#
					β^−, n (0,08%)	^108Ru
^110Tc	43	67	109,92382(8)	0,92(3) dtk	β^− (99,96%)	^110Ru	(2+)
					β^−, n (0,04%)	^109Ru
^111Tc	43	68	110,92569(12)	290(20) mdtk	β^− (99,15%)	^111Ru	3/2−#
					β^−, n (0,85%)	^110Ru
^112Tc	43	69	111,92915(13)	290(20) mdtk	β^− (97,4%)	^112Ru	2+#
					β^−, n (2,6%)	^111Ru
^113Tc	43	70	112,93159(32)#	170(20) mdtk	β^−	^113Ru	3/2−#
^114Tc	43	71	113,93588(64)#	150(30) mdtk	β^−	^114Ru	2+#
^115Tc	43	72	114,93869(75)#	100# mdtk [>300 ndtk]	β^−	^115Ru	3/2−#
^116Tc	43	73	115,94337(75)#	90# mdtk [>300 ndtk]	2+#
^117Tc	43	74	116,94648(75)#	40# mdtk [>300 ndtk]	3/2−#
^118Tc	43	75	117,95148(97)#	30# mdtk [>300 ndtk]	2+#
Header & footer tabel ini:  view

1. ^mTc – Isomer nuklir tereksitasi.
2. ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
3. # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
4. Mode peluruhan:

   EC:	Penangkapan elektron
   IT:	Transisi isomerik
   n:	Emisi neutron
   p:	Emisi proton

5. Simbol miring tebal sebagai anak – Produk anak hampir stabil.
6. Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
7. ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
8. # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
9. Produk fisi berumur panjang
10. Digunakan dalam kedokteran

Stabilitas isotop teknesium

Teknesium dan prometium adalah unsur ringan yang tidak biasa karena tidak memiliki isotop stabil. Dengan menggunakan model tetesan cair untuk inti atom, seseorang dapat memperoleh rumus semiempiris untuk energi pengikatan sebuah inti. Rumus ini memprediksi "lembah kestabilan beta" di mana nuklida tidak mengalami peluruhan beta. Nuklida yang terletak "di dinding" lembah cenderung meluruh dengan peluruhan beta menuju pusat (dengan memancarkan elektron, memancarkan positron, atau menangkap elektron). Untuk jumlah nukleon A yang tetap, energi pengikatan terletak pada satu atau lebih parabola, dengan nuklida paling stabil di bagian bawah. Nukleon dapat memiliki lebih dari satu parabola karena isotop dengan jumlah proton genap dan jumlah neutron genap lebih stabil daripada isotop dengan jumlah proton ganjil dan jumlah neutron ganjil. Peluruhan beta tunggal kemudian mengubah yang satu menjadi yang lain. Ketika hanya ada satu parabola, hanya ada satu isotop stabil yang terletak pada parabola itu. Ketika ada dua parabola, yaitu ketika jumlah nukleon genap, inti yang stabil dengan jumlah proton ganjil dan jumlah neutron ganjil dapat terjadi (walaupun ini hanya terjadi dalam empat kasus: ²H, ⁶Li, ¹⁰B, dan ¹⁴N). Namun, jika ini terjadi, tidak akan ada isotop stabil dengan jumlah proton genap dan jumlah neutron genap. (Lihat garis kestabilan beta).

Untuk teknesium (Z = 43), lembah kestabilan beta berpusat di sekitar 98 nukleon. Namun, untuk setiap jumlah nukleon dari 94 hingga 102, sudah ada setidaknya satu nuklida stabil baik molibdenum (Z = 42) atau rutenium (Z = 44), dan aturan isobar Mattauch menyatakan bahwa dua isobar yang berdekatan, tidak dapat untuk keduanya menjadi stabil. Untuk isotop dengan jumlah nukleon ganjil, aturan ini segera menyingkirkan isotop stabil teknesium, karena hanya ada satu nuklida stabil dengan jumlah nukleon ganjil tetap. Untuk isotop dengan jumlah nukleon genap, karena teknesium memiliki jumlah proton ganjil, setiap isotop juga harus memiliki jumlah neutron ganjil. Dalam kasus seperti ini, keberadaan nuklida stabil yang memiliki jumlah nukleon yang sama dan jumlah proton yang genap menyingkirkan kemungkinan adanya inti yang stabil.

Referensi

1. "Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)" (PDF). IUPAC. hlm. 1059(13). Diakses tanggal 6 Juli 2022.  – Unsur yang ditandai dengan * tidak memiliki isotop stabil: 43, 61, dan 83 ke atas.
2. Icenhower, J.P.; Martin, W.J.; Qafoku, N.P.; Zachara, J.M. (2008). The Geochemistry of Technetium: A Summary of the Behavior of an Artificial Element in the Natural Environment (Laporan). Pacific Northwest National Laboratory: U.S. Department of Energy. hlm. 2.1. 
3. "Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data". www-nds.iaea.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 6 Juli 2022. 
4. "Nubase 2016". NDS IAEA. 2017. Diakses tanggal 6 Juli 2022. 
5. National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven. 
6. "Technetium". EnvironmentalChemistry.com. 
7. Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9. 
8. Bigott, H. M.; Mccarthy, D. W.; Wüst, F. R.; Dahlheimer, J. L.; Piwnica-Worms, D. R.; Welch, M. J. (2001). "Production, processing and uses of 94mTc". Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals (dalam bahasa Inggris). 44 (S1): S119–S121. doi:10.1002/jlcr.2580440141. ISSN 1099-1344. 
9. Morley, Thomas; Benard, Francois; Schaffer, Paul; Buckley, Kenneth; Hoehr, Cornelia; Gagnon, Katherine; McQuarrie, Steve; Kovacs, Michael; Ruth, Thomas (2011-05-01). "Simple, rapid production of Tc-94m". Journal of Nuclear Medicine (dalam bahasa Inggris). 52 (supplement 1): 290. ISSN 0161-5505. 
10. Hayakawa, Takehito; Hatsukawa, Yuichi; Tanimori, Toru (January 2018). "95g Tc and 96g Tc as alternatives to medical radioisotope 99m Tc". Heliyon. 4 (1): e00497. doi:10.1016/j.heliyon.2017.e00497. ISSN 2405-8440. PMC 5766687 . PMID 29349358. 
11. Mausolf, Edward J.; Johnstone, Erik V.; Mayordomo, Natalia; Williams, David L.; Guan, Eugene Yao Z.; Gary, Charles K. (September 2021). "Fusion-Based Neutron Generator Production of Tc-99m and Tc-101: A Prospective Avenue to Technetium Theranostics". Pharmaceuticals (dalam bahasa Inggris). 14 (9): 875. doi:10.3390/ph14090875 . PMC 8467155  Periksa nilai |pmc= (bantuan). PMID 34577575 Periksa nilai |pmid= (bantuan). 
12. The Encyclopedia of the Chemical Elements, hlm. 693, "Toxicology", paragraph 2
13. Johnstone, E.V.; Yates, M.A.; Poineau, F.; Sattelberger, A.P.; Czerwinski, K.R. (2017). "Technetium, the first radioelement on the periodic table". Journal of Chemical Education. 94 (3): 320–326. Bibcode:2017JChEd..94..320J. doi:10.1021/acs.jchemed.6b00343. OSTI 1368098. 
14. Radiochemistry and Nuclear Chemistry

• Massa isotop dari:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 . 
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 . 
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005. 
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
  • National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven. 
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.