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 kimyagerlerinin en istekli avcılarından birine kaçarak elden ele geçmiyordu. Ancak, bu maddeyi ayırmakta zorlanmanın nedeni, bu maddenin doğasıydı: bu madde, Dünya'nın oluşumundan bu yana Dünya'da kalmamıştı. Bugün bu elementi teknik olarak tanıyoruz — ilk yapay olarak oluşturulan element, aynı zamanda dünya genelindeki hastanelerde her gün binlerce hayatı kurtaran bir element.

Teşnezyum, kurşundan hafif olan tek element, istikrarlı izotoplara sahip değildir. Tabloda yerini, bilimin öngörücü 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 kurşunun altında yer alan numara 43'lü element için, bilim adamı "eka-kurşun" (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: teknik olarak radyoaktif olan teknik, en uzun ömürlü izotopları, yarı ömür yaklaşık 4 milyon yıl olanlar, Dünya'nın oluşumundan bu yana yeraltında ortadan kalktı.

Neden "teknik"? Adın yapay kökeni

Element, Yunanca "τεχνητός" (teknitos) kelimesinden gelir, bu da "yapay" anlamına gelir. Ad, iki kat peygamberlik etti: teknik, doğal malzemeden değil yapay olarak elde edilen ilk kimyasal element oldu.

Keşif tarihi: Berkeley'den molibden plakası

1937 yılında, İtalyan fizikçi Emilio Segré, ABD'de, Ernest Lawrence'ın (çiklitörün mucidi) laboratuvarında çalışıyordu. Segré, hızlandırıcıdan bir parçanın garip radyoaktifliğini fark etti — dейтroonun hedefi olarak hizmet eden molibden folosu.

Üstün, molibden (atom numarası 42) içinde nükleer reaksiyonlarla numara 43'lü yeni bir elementin oluştuğunu varsaydı. Folyoyu Palermo'ya götürdü ve orada mineralog Carlo Perrier ile birlikte karmaşık kimyasal işlemler gerçekleştirdi. Onlar, temiz, ancak mikroskobik miktarlarda yeni radyoaktif elementi ayırdılar.

Temel özellik: en hafif, istikrarlı izotoplara sahip olmayan

Teşnezyum, 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 olan Tc-99 (yarı ömür 211 000 yıl).

Bununla birlikte, doğal teknik hala Dünya'dadır. Az miktarda (örneğin, ton başına yaklaşık 1 nanogram) uranyum cevherinde oluşur. Uranyum-235'in bölünmesinde Tc-99'ün çıkışı yaklaşık %6'dır. Ancak, dikkat çekici olan, 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, kanceröz tümörlerin tanımlanması, kalp kan dolaşımının değerlendirilmesi ve birçok iç organın işlevlerinin araştırılması için radyofarmakompozitler üretilir. Mekanizma şu şekilde: Tc-99m gama ışınları yayar ve bu ışınlar özel kameralarla kolayca kaydedilir. İzotop vücuda (genellikle belirli dokulara yönelik moleküllerle bağlanmış halde) verilir ve doktorların "görüntülemesine" izin verir, doktorların tümörü, iltihap odaklarını veya kalp kası iskeminin bir bölgesini görmesine olanak tanır.

Radyoizotopun kısa yarı ömürü, doğru bir resim elde etmeyi sağlar ve maddelerin vücuttan hızlı bir şekilde atılmasını sağlar, bu da en düşük radyasyon hasarını nanoşarj eder. Her yıl dünya genelinde 20 milyondan fazla teşhis prosedürü teknik kullanılarak gerçekleştirilir. Rusya'da teknik-99m üretimi, "Rosatom" bilim bölgesinin kuruluşları tarafından yapılmaktadır.

Tehlike ve ekoloji: uzun ömürlü atık

Uzun ömürlü teknik-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 objelerde birikebilir. Bu nedenle, Tc-99'nin gömülmesi, radyoaktif atık depolama tesislerinin oluşturulmasında bir görevdir. Yarı ömürü ve kimyasal hareketliliği, güvenilir izolasyon için özel materyaller aramasını zorunlu kılar.

Elementin geleceği: katalizörler, süperiletkenler ve yeni radyofarmakompozitler

Bugün teknik, tanımlayıcı tıpta niş, ancak son derece önemli bir element olarak kalır. Ancak, potansiyeli daha geniştir. Teknik, organik bileşiklerin dehidrojenasyonu (örneğin) için katalizörlerin üretiminde ve yüksek sıcaklık süperiletken bileşiklerinin bileşenlerinde kullanışlı bir malzemedir. Ayrıca, kimyagerler, sıvı radyoaktif atıklardan teknik çalma yöntemleri ve teranostik (bir molekülle tanı ve tedavi) içeren yeni radyofarmakompozitler geliştiriyor.

Gelecekte, reaktör ve hızlandırıcı atıklarından Tc-99m'nin yeni yöntemlerle elde edilmesi, tanısının daha erişilebilir hale gelmesini sağlayabilir. Ayrıca, yıllarca şarj gerektirmeyen cihazlar için nükleer pillerde Tc-99'nin kullanımı perspektifiktir.

Permanent link to this publication: