화학 원소 테크네튬은 원자 번호 43과 문자 Tc를 기호로 사용합니다. 방사성 동위 원소로 가장 가벼운 원소입니다. 테크네튬은 필요할 때만 합성 원소로 생산됩니다. 자연적으로 발생하는 테크네튬의 가장 일반적인 공급원은 핵분열에 의해 자발적으로 생성되는 우라늄 및 토륨 광석 또는 중성자 포획에 의해 생성되는 몰리브덴 광석입니다. 주기율표 7족의 레늄과 망간 사이에 위치한 이 결정성 은회색 전이금속의 화학적 성질은 근처에 있는 두 원소 사이의 중간에 있습니다. 99Tc는 가장 흔한 동위원소로 자연적으로 미량만 존재합니다.
핵의학에서는 골암 진단을 비롯한 여러 절차에 감마선을 방출하는 반감기가 짧은 핵 이성질체인 테크네튬-99m을 사용합니다. 테크네튬-99의 바닥 상태는 감마선을 방출하지 않는 베타 입자의 소스로 사용됩니다. 상업적으로 생산되는 수명이 긴 테크네튬 동위원소는 핵 연료봉에서 얻어지며 원자로에서 우라늄-235의 핵분열 부산물입니다. 1952년 적색 거성에서 테크네튬의 발견은 가장 긴 반감기(4,21만 년)를 가진 테크네튬 동위 원소도 상대적으로 짧기 때문에 별이 더 무거운 원소를 생성할 수 있음을 입증하는 데 기여했습니다.
테크네튬 역사
1860년대부터 1871년까지 드미트리 멘델레예프가 제안한 주기율표의 초기 버전에는 몰리브덴(42번 원소)과 루테늄(44번 원소) 사이에 간격이 있었습니다. Mendeleev는 1871년에 이 누락된 원소가 망간 아래의 공간을 채우고 유사한 화학 구조를 가질 것이라고 예측했습니다. 예측된 원소가 알려진 원소인 망간보다 한 단계 낮기 때문에 멘델레예프는 중간 이름 "ekamanganese"("하나"를 의미하는 산스크리트어 "eka"에서 유래)를 부여했습니다.
주기율표가 출판되기 전과 후에 많은 초기 과학자들은 누락된 원소를 발견하고 설명하는 첫 번째 사람이 되기를 열망했습니다. 테이블의 레이아웃에 따라 발견되지 않은 다른 요소보다 찾기가 더 쉬워야 합니다.
원소 75번과 43번은 1925년 독일 화학자 Walter Noddack, Otto Berg, Ida Tacke에 의해 발견되었습니다. 원소 43은 Walter Noddack의 조상 고향이자 현재 폴란드의 일부인 East Prussia의 Masuria를 기리기 위해 Masurium으로 명명되었습니다.
그 이름은 제43차 세계 대전 중 독일군이 마수리아 지역에서 러시아군을 격파하면서 과학계에 큰 적대감을 불러일으켰습니다. Noddacks는 나치가 집권하는 동안 계속해서 학문적 지위를 유지하면서 원소 43을 발견했다는 주장에 대한 의심과 적대감이 계속되었습니다. 연구팀은 전자 빔을 사용하여 콜럼바이트를 폭발시켰고 X선 방출 분광기를 분석하여 원소 1913이 존재한다는 것을 확인할 수 있었습니다. 43년 Henry Moseley는 원자 번호와 엑스레이가 생성되었습니다. 팀은 원소 XNUMX과 관련된 파장에서 약한 X선 신호를 발견했다고 주장했습니다.
이후의 실험자들은 이 발견을 확인할 수 없었기 때문에 거짓으로 간주되었습니다. 그럼에도 불구하고 1933번 원소는 43년에 발표된 원소 발견에 관한 일련의 기사에서 masurium으로 언급되었습니다.
그러나 그들이 연구한 광석에서 발견될 수 있는 테크네튬의 양에 대한 Paul Kuroda의 연구 - 3 × 10- 11 광석의 μg/kg은 통과하지 못했고 따라서 Noddacks의 방법으로는 감지할 수 없었습니다. 이는 Noddacks의 주장을 정당화하려는 최근 시도를 반박합니다.
Carlo Perrier와 Emilio Segrè는 1937년 시칠리아의 팔레르모 대학교에서 실험을 수행하여 43번 원소의 존재를 증명했습니다.
1936년 중반 미국을 여행하는 동안 Segrè는 뉴욕의 Columbia University와 캘리포니아의 Lawrence Berkeley National Laboratory를 방문했습니다. 그는 사이클로트론의 창시자인 어니스트 로렌스(Ernest Lawrence)를 설득하여 이 장치가 방사성 잔해의 일부를 반환할 수 있도록 했습니다. 사이클로트론의 디플렉터에서 나온 몰리브덴 포일 조각이 로렌스에 의해 그에게 우송되었습니다.
Segrè는 동료 Perrier의 도움을 받아 비교 화학을 통해 몰리브덴의 활동이 실제로 원자 번호 43의 원소에 기인한다는 것을 보여주었습니다. 1937년 그들은 테크네튬-95m과 테크네튬-97을 분리하는 데 성공했습니다.
팔레르모 대학교 관계자는 그들에게 도시의 라틴어 이름인 Panormus를 기리기 위해 그들의 발견을 "panormium"이라고 명명할 것을 요청했습니다. 43번 원소는 인공적으로 만들어진 최초의 원소이기 때문에 1947년에 그리스어 v에서 파생된 "인공"이라는 이름이 붙여졌습니다. Segrè는 Berkeley를 다시 한 번 방문했고 Glenn T. Seaborg를 만났습니다. 그들은 현재 연간 약 천만 의료 진단 절차에 사용되는 준안정 동위원소인 Technetium-99m을 확인했습니다.
테크네튬의 스펙트럼 특징은 1952년 캘리포니아의 천문학자 폴 W. 메릴이 S형 적색 거성에서 나오는 빛에서 발견했습니다.
별들이 죽기 직전이었지만, 수명이 짧은 요소는 풍부했습니다. 이것은 요소가 별 내부의 핵 과정을 통해 생성되었음을 보여줍니다.
이 데이터는 별의 핵 합성이 더 무거운 원소를 생성한다는 생각을 뒷받침했습니다. 이러한 관찰은 최근 원소가 s-과정에서 중성자 포획을 통해 형성된다는 증거를 제공했습니다.
그 이후로 육상 광물에서 천연 테크네튬 공급원을 찾기 위해 많은 노력을 기울였습니다.
우라늄-238의 자발적 핵분열 부산물로 발생하는 테크네튬-99는 1962년에 벨기에 콩고의 피치블렌드에서 극히 소량(약 0,2ng/kg)으로 분리 및 확인되었습니다. 상당한 양의 테크네튬-99가 Oklo 자연 핵분열 원자로에서 생산되고 이후에 루테늄-99로 변환된다는 증거가 있습니다.
물리적 성질
테크네튬은 외관상 백금과 유사한 방사성 금속이며 일반적으로 회색 분말로 나타납니다. 나노 분산 순수 금속의 결정 구조는 입방체이며 벌크 순수 금속의 결정 구조는 육각형으로 밀집되어 있습니다. 육방정계 스택 테크네튬의 Tc-99-NMR 스펙트럼은 9개의 위성으로 나뉘는 반면, 나노분산 테크네튬은 그렇지 않다. 원자 테크네튬의 독특한 방출선은 파장 363.3nm, 403.1nm, 426.2nm, 429.7nm 및 485.3nm에서 발견됩니다.
금속 형태의 자기 쌍극자는 약하게 상자성이므로 외부 자기장과 정렬되지만 자기장이 줄어들면 임의의 방향을 취합니다. 순수한 금속성 단결정 테크네튬은 7,46K 미만의 온도에서 유형 II 초전도체로 변환됩니다. 테크네튬은 이 온도 이하에서 니오븀을 제외한 모든 원소의 자기 침투 깊이가 가장 높습니다.
출처 : Wikipedia
Günceleme: 08/05/2023 13:11