Summary
El tecnecio-99 (99Tc) es un isótopo del tecnecio que se desintegra con una vida media de 211,000 años en rutenio-99 estable, emitiendo partículas beta, pero no rayos gamma.[1] Es el producto de fisión de larga duración más importante de la fisión del uranio, y produce la mayor fracción de las emisiones totales de radiación de larga duración de los residuos nucleares.[2] El tecnecio-99 tiene un rendimiento de producto de fisión del 6.0507% para la fisión de neutrones térmicos del uranio-235.[1][3]
| Tecnecio-99 | ||
|---|---|---|
| Isótopo de tecnecio | ||
| También conocido como Tecnecio 99, Tc-99 | ||
 | ||
| General | ||
| Símbolo | 99Tc | |
| Neutrones | 56 | |
| Protones | 43 | |
| Datos del núclido | ||
| Abundancia natural | Trazas | |
| Período de semidesintegración | 211100 ± 1200 años | |
| Productos de desintegración | Rutenio 99 | |
| Masa atómica | 98.906250 u | |
| Espín | 9/2+ | |
| Exceso de energía | −87327.9 ± 0.9 keV | |
| Energía de enlace | 8613.610 ± 0.009 keV | |
| Modo y energía de desintegración | ||
| Desintegración beta | 0.2975 MeV | |
| Véase también: Isótopos de tecnecio | ||
El tecnecio-99m (99mTc) metaestable es un isómero nuclear de vida corta (vida media de aproximadamente 6 horas) utilizado en medicina nuclear, producido a partir del molibdeno-99.[2] Se desintegra por transición isomérica en tecnecio-99, una característica deseable, ya que la vida media muy larga y el tipo de desintegración del tecnecio-99 imponen poca carga de radiación adicional al cuerpo.[4]
Emisiones radioactivas
editarLas paredes de los recipientes de vidrio de laboratorio detienen la emisión de partículas beta débiles. Cuando se detienen las partículas beta, se emiten rayos X suaves, pero siempre que el cuerpo se mantenga a más de 30 cm de distancia, esto no debería suponer ningún problema. El principal peligro al trabajar con tecnecio es la inhalación de polvo; esta contaminación radiactiva en los pulmones puede suponer un importante riesgo de cáncer.[2]
Rol en los residuos nucleares
editarDebido a su alto rendimiento de fisión, su vida media relativamente larga y su facilidad para moverse en el medio ambiente, el tecnecio-99 es uno de los componentes más importantes de los residuos nucleares. Medido en becquerelios por cantidad de combustible gastado, es el principal productor de radiación en el período de aproximadamente 104 a 106 años después de la creación de los residuos nucleares.[5] El siguiente producto de fisión con vida media más corta es el samario-151, con una vida media de 90 años, aunque varios actínidos producidos por captura de neutrones tienen vidas medias intermedias.
Emisiones al medio ambiente
editar| Productos de fisión de vida larga Productos de fisión | ||||
|---|---|---|---|---|
| Propiedad: t½ Unidad: (Ma) |
Rend. (%) |
Q * (KeV) |
βγ * | |
| 99Tc | 0.211 | 6.0507 | 294 | β |
| 126Sn | 0.230 | 0.0236 | 4050 | βγ |
| 79Se | 0.295 | 0.0508 | 151 | β |
| 93Zr | 1.53 | 6.2956 | 91 | βγ |
| 135Cs | 2.3 | 6.3333 | 269 | β |
| 107Pd | 6.5 | 0.1629 | 33 | β |
| 129I | 15.7 | 0.6576 | 194 | βγ |
Se estima que hasta 1994 se liberaron al medio ambiente unos 160 TBq (unos 250 kg) de tecnecio-99 a causa de pruebas nucleares atmosféricas.[3] Se estima que la cantidad de tecnecio-99 procedente de la energía nuclear civil liberada al medio ambiente hasta 1986 fue del orden de 1000 TBq (unos 1600 kg), principalmente a causa de métodos obsoletos de reprocesamiento de combustible nuclear; la mayor parte de esta cantidad se descargó en el mar. En los últimos años, los métodos de reprocesamiento han mejorado para reducir las emisiones, pero a partir de 2005 la principal emisión de tecnecio-99 al medio ambiente se produjo por la planta de Sellafield, que liberó unos 550 TBq (unos 900 kg) entre 1995 y 1999 en el mar de Irlanda. A partir de 2000, la cantidad se ha limitado por reglamentación a 90 TBq (unos 140 kg) al año.[5]
99Tm en el ambiente
editarLa larga vida media del tecnecio-99 y su capacidad para formar especies aniónicas lo convierten (junto con 129I) en una preocupación importante cuando se considera la eliminación a largo plazo de desechos radiactivos de alto nivel. Muchos de los procesos diseñados para eliminar productos de fisión de corrientes de proceso de actividad media en plantas de reprocesamiento están diseñados para eliminar especies catiónicas como el cesio (por ejemplo, 137Cs, 134Cs) y el estroncio (por ejemplo, 90Sr).[1] Por lo tanto, el pertecnetato se escapa a través de estos procesos de tratamiento. Las opciones de eliminación actuales favorecen el enterramiento en roca geológicamente estable.[1] El principal peligro con tal curso es que es probable que los desechos entren en contacto con agua, lo que podría filtrar contaminación radiactiva al medio ambiente.[2] La capacidad natural de intercambio catiónico de los suelos tiende a inmovilizar los cationes de plutonio, uranio y cesio. Sin embargo, la capacidad de intercambio aniónico suele ser mucho menor, por lo que es menos probable que los minerales adsorban los aniones pertecnetato y yoduro, dejándolos móviles en el suelo.[2] Por este motivo, la química ambiental del tecnecio es un área de investigación activa.
Separación de 99Tm
editarSe han propuesto varios métodos para la separación del tecnecio-99, entre ellos: cristalización,[6][7] extracción líquido-líquido,[8][9][10] métodos de reconocimiento molecular,[11] volatilización y otros.
En 2012, investigadores de la Universidad de Nôtre Dame presentaron el compuesto cristalino borato de torio-1 de Nôtre Dame (NDTB-1). Se puede adaptar para absorber de forma segura iones radiactivos de corrientes de desechos nucleares. Una vez capturados, los iones radiactivos se pueden intercambiar por especies de mayor carga de un tamaño similar, reciclando el material para su reutilización. Los resultados de laboratorio que utilizaron los cristales de NDTB-1 eliminaron aproximadamente el 96 por ciento del tecnecio-99.[12][13]
Transmutación en rutenio-100 estable
editarEn el CERN y el NIIAR se ha demostrado un método alternativo de eliminación del tecnecio-99, la transmutación. Este proceso de transmutación bombardea el tecnecio (99Tc como blanco metálico[14][15]) con neutrones, formando el 100Tc de corta duración (vida media de 16 segundos), que se desintegra por desintegración beta en rutenio que es estable (100Ru).[16] Dado el valor de mercado relativamente alto del rutenio[17] y las propiedades particularmente indeseables del tecnecio, este tipo de transmutación nuclear parece particularmente prometedor.[18]
Referencias
editar- ↑ a b c d «Technetium-99 - an overview | ScienceDirect Topics». www.sciencedirect.com. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ a b c d e US EPA, OAR (14 de abril de 2015). «Radionuclide Basics: Technetium-99». www.epa.gov (en inglés). Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ a b Yoshihara, Kenji (1996). Yoshihara, Kenji, ed. Technetium in the environment (en inglés). Springer. pp. 17-35. ISBN 978-3-540-49273-3. doi:10.1007/3-540-59469-8_2. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ National Center for Biotechnology Information (2025). «PubChem Compound Summary for CID 26476, Technetium Tc-99m» (en inglés). Consultado el 1-3-2025.
- ↑ a b Tagami, Keiko (2003). «Technetium-99 Behavior in the Terrestrial Environment». Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 4 (1): A1-A8. doi:10.14494/jnrs2000.4.A1. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ Xie, Rongzhen; Shen, Nannan; Chen, Xijian; Li, Jie; Wang, Yaxing; Zhang, Chao; Xiao, Chengliang; Chai, Zhifang et al. (3 de mayo de 2021). «99TcO4– Separation through Selective Crystallization Assisted by Polydentate Benzene-Aminoguanidinium Ligands». Inorganic Chemistry 60 (9): 6463-6471. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/acs.inorgchem.1c00187. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ Volkov, Mikhail A; Novikov, Anton P; Grigoriev, Mikhail S; Kuznetsov, Vitaly V; Sitanskaia, Anastasiia V; Belova, Elena V; Afanasiev, Andrey V; Nevolin, Iurii M et al. (19 de enero de 2023). «New Preparative Approach to Purer Technetium-99 Samples—Tetramethylammonium Pertechnetate: Deep Understanding and Application of Crystal Structure, Solubility, and Its Conversion to Technetium Zero Valent Matrix». International Journal of Molecular Sciences (en inglés) 24 (3). doi:10.3390/ijm. Archivado desde el original el 6 de febrero de 2025. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ Bulbulian, S. (1 de noviembre de 1984). «Methyl ethyl ketone extraction of Tc species». Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry (en inglés) 87 (6): 389-395. ISSN 1588-2780. doi:10.1007/BF02166797. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ Moir, D. L.; Joseph, D. L. (1997-06). «Determination of99Tc in fuel leachates using extraction chromatography». Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 220 (2): 195-199. ISSN 0236-5731. doi:10.1007/bf02034855. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ Kołacińska, Kamila; Samczyński, Zbigniew; Dudek, Jakub; Bojanowska-Czajka, Anna; Trojanowicz, Marek (1 de julio de 2018). «A comparison study on the use of Dowex 1 and TEVA-resin in determination of 99Tc in environmental and nuclear coolant samples in a SIA system with ICP-MS detection». Talanta 184: 527-536. ISSN 0039-9140. doi:10.1016/j.talanta.2018.03.034. Consultado el 1 de marzo de 2025.
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- ↑ Wang, Shuao; Yu, Ping; Purse, Bryant A.; Orta, Matthew J.; Diwu, Juan; Casey, William H.; Phillips, Brian L.; Alekseev, Evgeny V. et al. (2012). «Selectivity, Kinetics, and Efficiency of Reversible Anion Exchange with TcO4− in a Supertetrahedral Cationic Framework». Advanced Functional Materials (en inglés) 22 (11): 2241-2250. ISSN 1616-3028. doi:10.1002/adfm.201103081. Consultado el 1 de marzo de 2025.
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- ↑ «Russian Journal of Inorganic Chemistry». SpringerLink (en inglés). 2024. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ «(PDF) The role of a choice of the target form for 99Tc transmutation.». web.archive.org. 9 de octubre de 2022. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2022. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ «Daily Metal Price: Ruthenium Price Chart (USD / Kilogram) for the Last 2 years». www.dailymetalprice.com. Consultado el 1 de marzo de 2025.
- ↑ Vakhrushin, A. Yu.; Zherebtsov, A. A. (29 de enero de 2025). «Technetium in a closed nuclear fuel cycle with transmutation». Atomic Energy (en inglés). ISSN 1573-8205. doi:10.1007/s10512-024-01162-z. Consultado el 1 de marzo de 2025.
Datos: Q1961418
