Tecneti - Tc

    Tecneti (tiếng La tinh: Technetium) là nguyên tố hóa học có nguyên tử lượng và số nguyên tử nhỏ nhất trong số các nguyên tố không có đồng vị ổn định nào. Trên Trái Đất, nó là nguyên tố được con người phát hiện ra nhờ tổng hợp. Nó cósố nguyên tử 43 và ký hiệu Tc. Các tính chất hóa học của kim loại chuyển tiếpmàu xám bạc và kết tinh này là trung gian giữa rheni và mangan. Đồng phân hạt nhân bức xạ gama và có chu kỳ sống ngắn Tc^99m được sử dụng trong y học hạt nhân cho nhiều loại thử nghiệm chẩn đoán lâm sàng. Tc⁹⁹ được sử dụng như là nguồn chứa các hạt beta không chứa tia gama. Các ion pertecnetat (TcO₄^-) có thể được sử dụng như là tác nhân ức chế mạnh sự ăn mòn anôt cho thép mềm trong các hệ thống làm lạnh khép kín.

    Trước khi nguyên tố này được phát hiện thì nhiều tính chất của nguyên tố số 43 đã được D.I Mendeleev dự báo. Mendeleev nhận thấy có lỗ hổng trong bảng tuần hoàn của ông và gọi nguyên tố ở vị trí này là ekamangan. Năm 1937, đồng vị Tc⁹⁷ trở thành nguyên tố chủ yếu là nhân tạo đầu tiên được sản xuất, vì thế mà có tên gọi của nó (từ tiếng Hy Lạp τεχνητός nghĩa là "nhân tạo"). Phần lớn tecneti sản xuất trên Trái Đất là phụ phẩm của phân hạch U²³⁵ trong các lò phản ứng hạt nhân và được giải phóng từ các thanh nhiên liệu hạt nhân. Không có đồng vị nào của tecneti có chu kỳ bán rã dài hơn 4,2 triệu năm (Tc⁹⁸), vì thế sự phát hiện ra nó trong các sao đỏ khổng lồ vào năm 1952 đã hỗ trợ cho học thuyết cho rằng các ngôi sao có thể sản sinh ra các nguyên tố nặng. Trên Trái Đất, tecneti có ở dạng dấu vết nhưng có thể đo đạc được như là sản phẩm củaphân hạch ngẫu nhiên trong quặng urani hay do bắt nơtron trong các quặng molypden.

Ứng dụng

Y học hạt nhân

    Tc^99m được sử dụng trong các thử nghiệm y học dùng đồng vị phóng xạ, chẳng hạn như là tác nhân dò vết phóng xạ mà các thiết bị y tế có thể phát hiện trong cơ thể người Nó thích hợp với vai trò này do nó bức xạ các tia gama có thể phát hiện được ở ngưỡng 140 keV, và chu kỳ bán rã của nó là 6,01 giờ (nghĩa là khoảng 87,5% khối lượng của nó bị phân rã thành Tc⁹⁹ trong 24 giờ). CuốnTechnetium của Klaus Schwochau liệt kê 31 dược phẩm phóng xạ dựa trên Tc^99m cho các nghiên cứu chiếu chụp và chức năng vềnão, cơ tim, tuyến giáp, phổi, gan, túi mật, thận, cột sống, máu và các khối u.

    Chụp nhấp nháy miễn dịch đưa Tc^99m vào trong kháng thể nhân bản đơn (moAb hay mAb) một protein hệ miễn dịch có khả năng liên kết với các tế bào ung thư. Vài giờ sau khi tiêm, thiết bị y tế được dùng để phát hiện các tia gama do Tc^99m bức xạ; các mật độ cao chỉ ra nơi có khối u. Kỹ thuật này hữu ích để phát hiện các chỗ ung thư khó phát hiện, chẳng hạn những vùng liên quan tới ruột. Các kháng thể đã biến đổi này được công ty của Đức là Hoechst (hiện nay thuộc Sanofi-Aventis) bán dưới tên gọi "Scintium".

    Khi Tc^99m kết hợp với hợp chất thiếc nó liên kết với hồng cầu và vì thế có thể sử dụng để lập bản đồ các rối loạn trong hệ tuần hoàn. Nó thường được dùng để phát hiện các chỗ bị chảy máu trong hệ tiêu hóa. Các ion pyrophốtphat với Tc^99m bám vào canxi tích lũy trong cơ tim bị tổn thương, làm cho nó trở thành có ích để phán đoán tổn thương sau khi bị nhồi máu cơ tim. Chất keo của Tc^99mchứa lưu huỳnh được lá lách lọc sạch, làm cho nó là tiềm năng để chiếu chụp cấu trúc của lá lách.

    Phơi nhiễm phóng xạ do xử lý lâm sàng bằng Tc^99m có thể giữ ở mức thấp. Do Tc^99m có chu kỳ bán rã ngắn và bức xạ các tia gama cao năng lượng nên nó dễ dàng phân rã thành Tc⁹⁹ ít phóng xạ hơn, tạo ra liều phóng xạ tổng thể tương đối ít hơn cho bệnh nhân trên một đơn vị hoạt hóa ban đầu sau khi chỉ định. Trong dạng được chỉ định trong các thử nghiệm y học này (thường là pertecnetat) cả hai đồng vị đều bị loại trừ nhanh chóng từ cơ thể, nói chung trong phạm vi vài ngày.

    Tecnetimcho các mục đích y học hạt nhân thông thường được tách ra từ các máy sinh tecneti-99m. Tc^95m với chu kỳ bán rã 61 ngày, được sử dụng như là tác nhân dò vết phóng xạ để nghiên cứu chuyển động của tecneti trong môi trường và trong động, thực vật.

Công nghiệp/Hóa chất

    Tc⁹⁹ phân rã gần như hoàn toàn bằng phân rã beta, bức xạ ra các hạt beta với năng lượng thấp, khá ổn định và không kèm theo tia gama. Ngoài ra, chu kỳ bán rã dài của nó nghĩa là bức xạ này giảm rất chậm theo thời gian. Nó cũng có thể được chiết tách thành dạng có độ tinh khiết hóa học và đồng vị cao từ các chất thải phóng xạ. Vì lý do này, nó là nguồn bức xạ beta tiêu chuẩn của NIST Hoa Kỳ, được dùng trong các thiết bị định cỡ.

    Tc⁹⁹ cũng được đề xuất sử dụng trong các pin hạt nhân quang điện và thang độ nano.

    Giống như rheni và paladi, tecneti có thể dùng làm chất xúc tác. Đối với một số phản ứng nhất định, chẳng hạn khử hiđrô của rượu isopropyl, nó là chất xúc tác có hiệu quả cao hơn so với cả rheni lẫn paladi. Tuy nhiên, tính phóng xạ của nó là vấn đề chính trong tìm kiếm các ứng dụng an toàn.

    Trong một số điều kiện nhất định, nồng độ nhỏ (cỡ 5×10⁻⁵ mol/L) ion pertecnetat trong nước có thể bảo vệ sắt và thép cacbon không bị ăn mòn. Vì lý do này, pertecnetat có thể được sử dụng như là chất ức chế ăn mòn anôt cho thép, mặc dù tính phóng xạ của tecneti gây ra các vấn đề các ứng dụng hóa chất như thế. Trong khi CrO₄²⁻ cũng có thẻ gây ức chế như thế nhưng nó cần nồng độ cao gấp 10 lần. Cơ chế mà pertecnetat ngăn chặn ăn mòn vẫn chưa được hiểu rõ, nhưng dường như nó tham gia vào quá trình hình thành thuận nghịch một lớp mỏng trên bề mặt. Một giả thuyết cho rằng pertecnetat phản ứng với bề mặt thép để tạo ra một lớp ôxít tecneti có tác dụng ngăn ngừa ăn mòn sau đó; hiệu ứng tương tự cũng giải thích tại sao bột sắt lại có thể sử dụng để loại bỏ pertecnetat từ nước. (Cacbon hoạt hóa cũng có thể sử dụng với hiệu ứng tương tự.) Hiệu ứng biến mất rất nhanh nếu nồng độ của pertecnetat thấp hơn nồng độ tối thiểu hay nồng dộ quá cao của các ion khác được thêm vào.

    Bản chất phóng xạ của tecneti (3 MBq mỗi lít ở các nồng độ yêu cầu) làm cho sự bảo vệ chống ăn mòn là gần như không thực tế trong nhiều tình huống. Tuy nhiên, sự bảo vẹ chống ăn mòn như thế đã được đề xuất (nhưng không được chấp nhận) để sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân nước sôi.

Tổng hợp từ nhiều nguồn (Tài liệu được thẩm định)