테크네튬-99

Technetium-99
테크네튬-99, Tc
일반
기호.99Tc
이름테크네튬-99, Tc-99
양성자 (Z)43
중성자 (N)56
핵종 데이터
자연 풍족도추적하다
반감기 (t1/2)211100±180년
스핀9/2+
과잉 에너지−87327.9±0.9 keV
결합 에너지8613.610±0.009keV
부패 제품99루
붕괴 모드
붕괴 모드붕괴 에너지(MeV)
베타 붕괴0.2975
테크네튬 동위 원소
핵종 전체 표

테크네튬-99(99Tc)는 안정된 루테늄-99에서 211,000년의 반감기로 분해되어 베타 입자를 방출하지만 감마선은 방출되지 않는 테크네튬의 동위원소이다.그것은 우라늄 핵분열의 가장 중요한 장기수명 핵분열 생성물로, 핵폐기물의 총 장기수명 방사선 방출 중 가장 큰 부분을 생산한다.테크네튬-99는 우라늄-235의 열중성자 핵분열에 대한 핵분열 생성물 수율이 6.0507%이다.

준안정 테크네튬-99m(99mTc)는 핵의학에서 사용되는 단수명(반감기 약 6시간) 핵이성체로 몰리브덴-99에서 생산된다.테크네튬-99의 매우 긴 반감기와 붕괴 유형이 몸에 방사선 부담을 거의 주지 않기 때문에 바람직한 특징인 테크네튬-99로의 이성질 전환에 의해 붕괴된다.

방사능

약한 베타 방출은 실험실 유리제품의 벽에 의해 차단된다.부드러운 X선은 베타 입자가 멈추면 방출되지만, 30cm 이상 떨어져 있으면 문제가 되지 않습니다.테크네튬을 다룰 때 일차적인 위험은 먼지 흡입이다. 폐의 그러한 방사능 오염은 상당한 발암 [citation needed]위험을 초래할 수 있다.

핵폐기물에서의 역할

수율, 핵분열당[1] %
온도 빠른 14 MeV
232Th(Th) 핵분열하지 않다 2.919 ± .076 1.953 ± .098
233U 5.03 ± .14 4.85 ± .17 3.87 ± .22
235U 6.132 ± .092 5.80 ± .13 5.02 ± .13
238U 핵분열하지 않다 6.181 ± .099 5.737 ± .040
239푸 6.185 ± .056 5.82 ± .13 ?
241푸 5.61 ± .25 4.1 ± 2.3 ?

높은 핵분열 수율, 비교적 긴 반감기, 환경에서의 이동성 때문에 테크네튬-99는 핵폐기물의 가장 중요한 성분 중 하나이다.사용후 연료량당 베크렐 단위로 측정되며, 핵폐기물 [2]발생 후 약 10년에서46 10년 사이에 주요 방사선 발생원이다.중성자 포획에 의해 생성된 많은 악티니드가 중간 범위에서 반감기를 가지지만, 다음 최단 수명 핵분열 생성물은 90년의 반감기를 가진 사마륨-151이다.

릴리스

장수명 핵분열 생성물
핵종 t1/2 수율 Q[a 1] β의
(마) (%)[a2] (keV)
99Tc 0.211 6.1385 294 β
126스니 0.230 0.1084 4050[a 3] β의
79세 0.327 0.0447 151 β
93Zr 1.53 5.4575 91 β의
135Cs 2.3 6.9110[a 4] 269 β
107PD 6.5 1.2499 33 β
129나 15.7 0.8410 194 β의
  1. ^ 붕괴 에너지는 β, 중성미자 및 β(있는 경우)로 분할된다.
  2. ^ 65당 열 중성자 F는 U이고 35는 Pu이다.
  3. ^ 붕괴 에너지 380 keV이지만 붕괴 생성물 Sb는 붕괴 에너지 3.67 MeV입니다.
  4. ^ 전작인 Xe는 중성자를 쉽게 흡수하기 때문에 열원자로가 낮다.

대기 핵실험을 [2]통해 1994년까지 약 160TBq(약 250kg)의 테크네튬-99가 환경으로 방출되었다.1986년까지 환경으로 방출된 민간 원자력에서 발생하는 테크네튬-99의 양은 주로 구식 핵연료 재처리 방법에 의해 약 1000TBq(약 1600kg)로 추정된다. 이 중 대부분은 바다로 방출됐다.최근 몇 년 동안 배출량을 줄이기 위해 재처리 방법이 개선되었지만, 2005년 현재 환경에 대한 테크네튬-99의 일차 방출은 1995-1999년에 약 550TBq(약 900kg)를 아일랜드 해에 방출한 셀라필드 공장에 의해 이루어졌다.2000년부터 연간 [3]90TBq(약 140kg)로 제한되었습니다.

환경 내

테크네튬-99의 긴 반감기와 음이온성 종 형성 능력으로 인해 고준위 방사성 [citation needed]폐기물의 장기적 처리를 고려할 때 (I와 함께) 주요 관심사가 된다.재처리 공장의 중간 활성 프로세스 흐름에서 핵분열 생성물을 제거하기 위해 설계된 많은 과정은 세슘(예: Cs, Cs) 및 스트론튬(예: Sr)과 같은 양이온 종을 제거하기 위해 설계되었다.따라서 이러한 처리 과정을 통해 퍼테크네이트가 빠져나갑니다.현재의 폐기 옵션은 지질학적으로 안정된 암석에 매장하는 것을 선호한다.이러한 경로의 주된 위험은 폐기물이 물과 접촉할 가능성이 높고, 방사능 오염이 환경으로 유출될 수 있다는 것이다.토양의 자연 양이온 교환 능력은 플루토늄, 우라늄, 세슘 양이온을 고정시키는 경향이 있다.그러나 음이온 교환 능력은 보통 훨씬 작기 때문에 광물들은 토양에서 이동하면서 퍼테크네이트와 요오드화 음이온을 흡착할 가능성이 적다.이러한 이유로 테크네튬의 환경 화학은 활발한 연구 분야이다.

2012년 노틀담 대학의 연구진은 결정 화합물인 노틀담 토륨 붕산염-1(NDTB-1)을 발표했다.핵폐기물 흐름에서 방사성 이온을 안전하게 흡수하도록 맞춤 제작할 수 있다.일단 포착되면 방사성 이온은 유사한 크기의 고충전 종으로 교환될 수 있으며, 재사용을 위해 이 물질을 재활용할 수 있습니다.NDTB-1 결정을 사용한 실험 결과 테크네튬-99의 [4][5]약 96%가 제거되었습니다.

변환

테크네튬-99에 대한 대체 폐기 방법인 변환이 CERN에서 입증되었습니다.이 변환 과정은 테크네튬(99
Tc: 금속 표적)을 중성자로 파괴하여 베타 붕괴에 의해 안정된 루테늄(100
Ru)으로 분해되는 단수명 Tc(반감기 16초)를 형성한다.루테늄의[6] 비교적 높은 시장가치와 테크네튬의 특히 바람직하지 않은 특성을 고려할 때, 이러한 유형의 핵 변환은 특히 유망해 보인다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Cumulative Fission Yields". IAEA. Retrieved 18 December 2020.
  2. ^ a b K. 요시하라, "현재 화학의 주제"의 "환경의 기술"테크네튬 및 레늄", 제176권, K.요시하라와 T.Omori (ed.) , Springer-Verlag , Berlin Heidelberg , 1996.
  3. ^ 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. ISSN 1345-4749.
  4. ^ William G. Gilroy (Mar 20, 2012). "New Method for Cleaning Up Nuclear Waste". Science Daily.
  5. ^ 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). "Selectivity, Kinetics, and Efficiency of Reversible Anion Exchange with TcO4− in a Supertetrahedral Cationic Framework". Advanced Functional Materials. 22 (11): 2241–2250. doi:10.1002/adfm.201103081.
  6. ^ "Daily Metal Price: Ruthenium Price Chart (USD / Kilogram) for the Last 2 years".