Технеций: ilk yapay element, milyonlarca hayatı kurtardı

Dmitri İvanoviç Mendeleev'in periyodik tablosunda numara 43'a sahip bir hücre var. Uzun yıllar bu hücre boş kalmıştı. Onun ikameti, XIX. yüzyıl kimyagerleri tarafından en azılı avcılar tarafından aransa da, elden ele vermemişti. Ancak, bu maddeyi ayırmakta zorlanmanın nedeni, bu maddenin doğasıydı: bu madde, Dünya'nın oluşumundan bu yana Dünya'da kalmamıştı. Bugün bu elementi biliriz: teknasyon — ilk yapay olarak oluşturulan element ve aynı zamanda dünya genelindeki hastanelerde her gün binlerce hayattı kurtaran bir element.

Tekecius, kurşundan daha hafif olan ve istikrarlı izotoplara sahip olmayan tek elementtir. Tabloda yerini, bilimsel öngörü gücünün zaferi ve aynı zamanda insan icadının anıtı olarak alır.

43. element: Mendeleyev'in kehaneti

1869 yılında, Dmitri İvanoviç Mendeleev'in dünyaya kendi periyodik tablosunu sunduğu sırada, tabloda 63 element ve birkaç boş yer vardı. O sadece boşlukları bırakmadı, aynı zamanda henüz keşfedilmemiş maddelerin özelliklerini öngördü. 7. grupta marangansın altında yer alan numara 43'lü element için, bilim adamı "eka-marangans" (Sanskritçe "eka" — bir) adını verdi.

Sonraki on yıllarda kimyagerler, bu eksik elementi manganez cevherlerinde, minerallerde ve kimyasal üretim atıklarında aradılar. Büyük iddialar da vardı: elemente "ilmien", "nippien", "lurien" adı verildi. Ancak hepsi doğrulanmadı. Bugün nedenini biliyoruz: teknasyon radyoaktiftir ve en uzun ömürlü izotopları, Dünya'nın oluşumundan bu yana yaklaşık 4 milyon yıl önce yeraltında ortadan kalktı.

Neden "tekecius"? Adın yapay kökeni

Element, Yunanca "τεχνητός" (teknetos) kelimesinden gelir, bu da "yapay" anlamına gelir. Ad, iki kat пророческим оказался: teknasyon, doğal malzemeden değil yapay olarak elde edilen ilk kimyasal element oldu.

Keşif tarihi: Berkeley'den molibden plakası

1937 yılında, İtalyan fizikçi Emilio Segrè, ABD'de, Ernest Lawrence'ın (çiklitörün mucidi) laboratuvarında çalışıyordu. Segrè, hızlandırıcıdan çıkarılan bazı atık parçaların garip radyoaktivitesine dikkat çekti — dейтroonlar için hedef olarak kullanılan molibden folosu.

Üstün, nükleer reaksiyonların sonucu olarak molibdende (atom numarası 42) numara 43'lü yeni bir elementin oluştuğunu varsaydı. Folyoyu Palermo'ya götürdü ve orada mineralojist Carlo Perrier ile birlikte karmaşık kimyasal operasyonlar gerçekleştirdi. Onlar, yeni radyoaktif elementi saf, ancak mikroskobik miktarlarda ayırdılar.

Temel özellik: en hafif, istikrarlı izotoplara sahip olmayan

Tekecius, periyodik tablonun en hafif elementidir ve istikrarlı izotoplara sahip değildir. "Uzun ömürlü" formları: Tc-97 (yarı ömür 2,6 milyon yıl), Tc-98 (4,2 milyon yıl) ve en erişilebilir izotop — Tc-99 (yarı ömür 211 000 yıl).

Bununla birlikte, doğal tekecius Dünya'da da var. Az miktarda (örneğin, ton başına yaklaşık 1 nanogram) uranyum cevherlerinde oluşur. Uranyum-235'in bölünmesinde Tc-99'ün çıkışı yaklaşık %6'dır. Ancak, dikkat çeken şey, uzun ömürlü Tc-99 değil, kısa ömürlü nükleer izomeri Tc-99m (m, meta-stabil, nükleer arıza durumu) ile ilgilidir. Bu izotopun yarı ömürü sadece 6 saattir.

Bu izotop, modern nükleer tıbbanın temel taşlarından biridir. Bu izotopun temelinde, kötü huylu tümörlerin tanımlanması, kalp kan dolaşımının değerlendirilmesi ve birçok iç organın işlevlerinin araştırılması için radyofarmakompozisyonlar üretilir. Mekanizma şu şekildedir: Tc-99m, kolayca kaydedilebilen gamma ışınları yayar. Bu izotop, genellikle belirli dokulara tropik moleküllerle bağlanmış şekilde vücuda verilir ve doktorların "görüntülemek" için sinyal verir, bu da doktorların tümörü, iltihap odakları veya kalp kası iskemisi bölgesini görmesine olanak tanır.

Radyoizotopun kısa yarım ömrü, doğru bir resim elde etmeyi sağlar ve maddi bir maddeyi vücuttan hızlı bir şekilde çıkarmak için, en az zarar verir. Her yıl dünya genelinde 20 milyondan fazla Tc-99m ile tanısal prosedür yapılır. Rusya'da Tc-99m jeneratörlerinin üretimini bilimsel bölümün "Rosatom" şirketleri yapıyor.

Tehlike ve ekoloji: uzun ömürlü atık

Uzun ömürlü Tc-99 (T_1/2 = 211 000 yıl), ciddi bir ekolojik sorun temsil eder. Kullanılmış nükleer yakıtta içeriği, ton başına yüzlerce gramdır. Bu izotop, çevre içinde hareketli ve biyolojik nesnelerde birikebilir. Bu nedenle, Tc-99'nin gömülmesi, radyoaktif atık depolama tesislerinin oluşturulmasında bir görevdir. Bu izotopun yarım ömrü ve kimyasal hareketliliği, güvenilir izolasyon için özel materyaller aramanızı gerektirir.

Elementin geleceği: katalizörler, süperiletkenler ve yeni radyofarmakompozisyonlar

Bugün tekecius, tanısal tıbbın niş, ancak son derece önemli bir elementtir. Ancak, potansiyeli daha geniştir. Tekecius, organik bileşiklerin dehidrojenasyonu için katalizörler (örneğin, organik bileşiklerin dehidrojenasyonu için) ve yüksek sıcaklık süperiletken bileşiklerinin bileşenleri olarak kullanılmaya aday bir malzemedir. Ayrıca, kimyagerler, sıvı radyoaktif atıklardan tekeciusu çeken süzgeçler ve adresli nükleer tıbbat için yeni bileşikler geliştiriyorlar, bu da teranostik (bir molekülle tanı ve tedavi) içerir.

Gelecekte, reaktör ve hızlandırıcı atıklarından Tc-99m'nin yeni yöntemlerle elde edilmesi, tanısının daha erişilebilir hale gelmesini sağlayabilir. Ayrıca, uzun ömürlü Tc-99'nin nükleer piller için kullanımı, on yıllar boyunca şarj edilmeden çalışan cihazlar için de umut vericidir.

Permanent link to this publication: