Isotop teknesium

Artikel ini membutuhkan rujukan tambahan agar kualitasnya dapat dipastikan. Mohon bantu kami mengembangkan artikel ini dengan cara menambahkan rujukan ke sumber tepercaya. Pernyataan tak bersumber bisa saja dipertentangkan dan dihapus. Cari sumber: "Isotop teknesium" – berita · surat kabar · buku · cendekiawan · JSTOR (Juli 2022)

Teknesium (₄₃Tc) adalah salah satu dari dua unsur dengan Z < 83 yang tidak memiliki isotop stabil; unsur lainnya adalah prometium.^[1] 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)^[2] 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).^[3][4]

Tiga puluh tiga radioisotop lainnya telah dikarakterisasi dengan massa atom berkisar antara ⁸⁵Tc hingga ¹²⁰Tc.^[5] 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).^[6]

Teknesium juga memiliki banyak keadaan meta. ^97mTc adalah yang paling stabil, dengan waktu paruh 91,0 hari (0,097 MeV).^[3] 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.^[6]

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.^[6][7]

^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).^{[8][9][10] 101}Tc 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.^[11]

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).^[12]

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

Daftar isotop

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. 1 2 # – 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.^[13] 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.^[13][14]

Referensi

• 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. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (Edisi 85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.