El tecnecio-99 ( 99 Tc ) es un isótopo de tecnecio que se desintegra con una vida media de 211.000 años a rutenio-99 estable , que emite partículas beta , pero no rayos gamma. 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 desechos nucleares . El tecnecio-99 tiene un rendimiento de producto de fisión de 6.0507% para la fisión de neutrones térmicos del uranio-235 .
General | |
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Símbolo | 99 Tc |
Nombres | tecnecio-99, Tc-99 |
Protones | 43 |
Neutrones | 56 |
Datos de nucleidos | |
Abundancia natural | rastro |
Media vida | 211,100 ± 1,200 años |
Productos de descomposición | 99 Ru |
Girar | 9/2 + |
Exceso de energia | −87327,9 ± 0,9 keV |
Energía de unión | 8613,610 ± 0,009 keV |
Modos de decaimiento | |
Modo de decaimiento | Energía de desintegración ( MeV ) |
Desintegración beta | 0.2975 |
Isótopos de tecnecio Tabla completa de nucleidos |
El metaestable El tecnecio-99m ( 99m Tc) es un isómero nuclear de vida corta (vida media de aproximadamente 6 horas) utilizado en medicina nuclear , producido a partir de molibdeno-99. Se desintegra por transición isomérica a 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.
Radiación
La emisión de beta débil es detenida por las paredes del material de vidrio de laboratorio. Se emiten rayos X suaves cuando se detienen las partículas beta, pero mientras el cuerpo se mantenga a más de 30 cm de distancia, no deberían representar ningún problema. El principal peligro al trabajar con tecnecio es la inhalación de polvo; tal contaminación radiactiva en los pulmones puede representar un riesgo de cáncer significativo. [ cita requerida ]
Papel en los residuos nucleares
Térmico | Rápido | 14 MeV | |
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232 mil | no fisible | 2.919 ± .076 | 1,953 ± 0,098 |
233 U | 5,03 ± 0,14 | 4,85 ± 0,17 | 3,87 ± 0,22 |
235 U | 6.132 ± .092 | 5,80 ± 0,13 | 5,02 ± 0,13 |
238 U | no fisible | 6.181 ± .099 | 5.737 ± .040 |
239 Pu | 6.185 ± .056 | 5,82 ± 0,13 | ? |
241 Pu | 5,61 ± 0,25 | 4,1 ± 2,3 | ? |
Debido a su alto rendimiento de fisión, vida media relativamente larga y movilidad en el medio ambiente, el tecnecio-99 es uno de los componentes más importantes de los desechos nucleares. Medido en bequerelios por cantidad de combustible gastado, es el principal productor de radiación en el período de aproximadamente 10 4 a 10 6 años después de la creación de los desechos nucleares. [2] El siguiente producto de fisión de vida más corta es el samario-151 con una vida media de 90 años, aunque varios actínidos producidos por captura de neutrones tienen vidas medias en el rango intermedio.
Lanzamientos
Nucleido | t 1 ⁄ 2 | Producir | Energía de descomposición [a 1] | Modo de decaimiento |
---|---|---|---|---|
( Ma ) | (%) [a 2] | ( keV ) | ||
99 Tc | 0,211 | 6.1385 | 294 | β |
126 Sn | 0,230 | 0.1084 | 4050 [a 3] | β γ |
79 Se | 0.327 | 0.0447 | 151 | β |
93 Zr | 1,53 | 5.4575 | 91 | βγ |
135 C | 2.3 | 6,9110 [a 4] | 269 | β |
107 Pd | 6.5 | 1,2499 | 33 | β |
129 Yo | 15,7 | 0.8410 | 194 | βγ |
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Se estima que 160 T Bq (unos 250 kg) de tecnecio-99 se liberaron al medio ambiente hasta 1994 mediante pruebas nucleares atmosféricas. [2] Se estima que la cantidad de tecnecio-99 de los reactores nucleares liberada al medio ambiente hasta 1986 es del orden de 1000 TBq (alrededor de 1600 kg), principalmente mediante el reprocesamiento de combustible nuclear ; la mayor parte se vertió en el mar. En los últimos años, los métodos de reprocesamiento han mejorado para reducir las emisiones, pero a partir de 2005[actualizar]la principal liberación de tecnecio-99 al medio ambiente se produce en la planta de Sellafield , que liberó aproximadamente 550 TBq (unos 900 kg) entre 1995 y 1999 en el mar de Irlanda . Desde 2000 en adelante, la cantidad se ha limitado por reglamento a 90 TBq (aproximadamente 140 kg) por año. [3]
En el ambiente
La larga vida media del tecnecio-99 y su capacidad para formar una especie aniónica lo convierten (junto con el 129 I ) en una preocupación importante cuando se considera la eliminación a largo plazo de desechos radiactivos de alta actividad. [ cita requerida ] 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 cesio (por ejemplo, 137 Cs , 134 Cs ) y estroncio (por ejemplo, 90 Sr ). Por tanto, el pertecnetato se escapa a través de estos procesos de tratamiento. Las opciones actuales de eliminación favorecen el enterramiento en roca geológicamente estable. El peligro principal de este curso es que es probable que los desechos entren en contacto con el agua, lo que podría filtrar contaminación radiactiva al medio ambiente. La capacidad natural de intercambio catiónico de los suelos tiende a inmovilizar los cationes plutonio , uranio y cesio . Sin embargo, la capacidad de intercambio de aniones suele ser mucho menor, por lo que es menos probable que los minerales adsorban los aniones pertecnetato y yoduro , dejándolos móviles en el suelo. Por esta razón, la química ambiental del tecnecio es un área activa de investigación.
En 2012, investigadores de la Universidad de Notre Dame presentaron el compuesto cristalino Notre Dame Thorium Borate-1 (NDTB-1). Puede adaptarse 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 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. [4] [5]
Transmutación
En el CERN se ha demostrado un método de eliminación alternativo, la transmutación , para el tecnecio-99. Este proceso de transmutación bombardea el tecnecio ( 99 Tc como objetivo metálico ) con neutrones , formando los 100 Tc de corta duración (vida media 16 segundos) que se desintegra por desintegración beta a rutenio estable ( 100 Ru).
Ver también
- Isótopos de tecnecio
- Tecnecio-99m
- Lista de elementos que enfrentan escasez
Referencias
- ^ "Rendimientos acumulativos de fisión" . OIEA . Consultado el 18 de diciembre de 2020 .
- ^ a b K. Yoshihara, "Tecnecio en el medio ambiente" en "Temas de la química actual: tecnecio y renio", vol. 176, K. Yoshihara y T. Omori (eds.), Springer-Verlag, Berlín Heidelberg, 1996.
- ^ Tagami, Keiko (2003). "Comportamiento del tecnecio-99 en el medio terrestre" . Revista de Ciencias Nucleares y Radioquímicas . 4 (1): A1 – A8. doi : 10.14494 / jnrs2000.4.A1 . ISSN 1345-4749 .
- ^ William G. Gilroy (20 de marzo de 2012). "Nuevo método de limpieza de residuos nucleares" . Science Daily .
- ^ Wang, Shuao; Yu, Ping; Purse, Bryant A .; Orta, Matthew J .; Diwu, Juan; Casey, William H .; Phillips, Brian L .; Alekseev, Evgeny V .; Depmeier, Wulf; Hobbs, David T .; Albrecht-Schmitt, Thomas E. (2012). "Selectividad, cinética y eficiencia del intercambio aniónico reversible con TcO4− en un marco catiónico supertetraédrico". Materiales funcionales avanzados . 22 (11): 2241–2250. doi : 10.1002 / adfm.201103081 .