نظائر التكنيشيوم

تكنيشيوم (₄₃Tc) هو أول العنصرين الأخف وزناً من البزموت نظائره ليس لها نشاط إشعاعي؛ العنصر الآخر هو البروميثيوم. وهو اصطناعي في المقام الأول، فقط توجد كميات قليلة منه في الطبيعة والتي يتم إنتاجها بالانشطار التلقائي أو بالتقاط النيوترونات من قبل الموليبدنوم. وكانت النظائر الأولى التي سيتم توليفها من التكنيشيوم هي ⁹⁷Tc و ⁹⁹Tc في عام 1936، وهي أول عناصر اصطناعية سيتم إنتاجها. والنظائر المشعة الأكثر استقرارا هي ⁹⁷Tc (عمر النصف 4.21 مليون سنة)، ⁹⁸Tc (عمر النصف: 4.2 مليون سنة) و⁹⁹Tc (عمر النصف: 211100 سنة).
وقد اتسمت ثلاث وثلاثون من النظائر المشعة الأخرى بكتلات ذرية تتراوح من ⁸⁵Tc إلى ¹²⁰Tc. ومعظمها له أعمار نصفية تقل عن ساعة؛ والاستثناءات هي ⁹³Tc (عمر النصف: 2.75 ساعة)، و⁹⁴Tc (عمر النصف: 4.883 ساعة)، و⁹⁵Tc (عمر النصف: 20 ساعة)، و ⁹⁶Tc (عمر النصف: 4.28 يوما).
يحتوي التكنيشيوم أيضا على العديد من الدول الفوقية. ⁹⁷ᵐTc هو الأكثر استقرارا، له عمر النصف 91.0 يوما (0.097 mev). ويلي ذلك ⁹⁵ᵐTc (عمر النصف: 61 يوما، 0.038 mev)، و ⁹⁸ᵐTc (عمر النصف: 6.04 ساعة)، 0.143mev ⁹⁹ᵐTc تنبعث فقط أشعة غاما، ثم يتحلل بعد ذلك إلى ⁹⁹Tc.
النظائر الأخف وزنا هي النظائر الأكثر استقرارا،  ⁹⁸Tc، ووضع الاضمحلال الأساسي هو التقاط إلكترون، وإعطاء الموليبدنوم. بالنسبة للنظائر الثقيلة، فإن النمط الأساسي هو انبعاث بيتا، مما يعطي الروثينيوم، مع استثناء أن  ¹⁰⁰Tc يمكن أن يتحلل سواء من خلال انبعاث بيتا أو التقاط إلكترون.
ويعتبر التكنيشيوم-99 النظير الأكثر شيوعا والأكثر سهولة، لأنه منتج انشطاري رئيسي من انشطار الأكتينيدات مثل اليورانيوم و البلوتونيوم مع ناتج انشطار يقدر بنسبة 6 في المائة أو أكثر، وفي الواقع منتج الانشطار طويل الأجل أكثر أهمية. النظائر الخفيفة للتكنيشيوم لا تنتج تقريبا الانشطار لأن منتجات الانشطار الأولي عادة ما يكون لها نسبة نيوترون / بروتون أعلى مما هي مستقرة لنطاقها الشامل، وبالتالي تخضع لتحلل بيتا حتى الوصول إلى المنتج النهائي. انحلال بيتا من منتجات الانشطار من كتلة 95-98 تتوقف عند النظائر المستقرة من الموليبدنوم من تلك الجماهير ولا تصل إلى تكنيشيوم. لكتلة 100 فأكثر، والنظائر تكنيشيوم تلك الجماهير هي قصيرة جدا وسرعة بيتا الاضمحلال لنظائر الروثينيوم. ولذلك، فإن التكنيشيوم في الوقود النووي المستهلك هو عمليا ⁹⁹Tc.
جرام واحد من ⁹⁹Tc ينتج 6.2×10⁸ يحدث هذا في ثانية  
ليس لدى التكنيشيوم نظائر مستقرة  أو مستقرة تقريبا، وبالتالي لا يمكن إعطاء وزن ذري معياري.

استقرار نظائر التكنيشيوم

التكنيشيوم والبروميثيوم عناصر خفيفة وغير عادية لأنهم ليس لديهم نظائر مستقرة. والسبب في ذلك معقد بعض الشيء.
باستخدام نموذج إسقاط السائل للنوى الذرية، يمكن للمرء أن يستمد صيغة شبه هيمائية للطاقة الملزمة من النواة. هذه الصيغة تتوقع من "وادي الاستقرار بيتا" على طول الوادي النويدات لا تخضع لاضمحلال بيتا. النويدات التي تكمن "فوق جدران" الوادي تميل إلى الاضمحلال بواسطة اضمحلال بيتا نحو المركز (عن طريق انبعاث إلكترون، ينبعث منها بوزيترون، أو التقاط الإلكترون). وبالنسبة لعدد ثابت من النويدات A، فإن الطاقات الملزمة تقع على واحد أو أكثر من القطع المكافئة، مع نويدة أكثر استقرارا في الأسفل. يمكن للمرء أن يجد الكثير من القطع المكافئة لأن النظائر مع عدد من البروتونات حتى وعدد من النيوترونات هي أكثر استقرارا من النظائر مع عدد فردي من النيوترونات وعدد فردي من البروتونات. ثم يتحول باضمحلال بيتا واحد إلى واحد إلى الآخر. عندما يكون هناك قطعة مكافئة واحد فقط، لا يمكن أن يكون هناك سوى نظير واحد مستقر ملقى على القطع المكافئة. عندما يكون هناك اثنين من القطع المكافئة، وهكذا، حتى عندما يكون عدد من النويدات، يمكن أن يحدث (نادرا) أن هناك نواة مستقرة مع عدد فردي من النيوترونات وعدد فردي من البروتونات (على الرغم من أن هذا يحدث إلا في أربع حالات: ²H، ⁶Li، ¹⁰B، و ¹⁴N). ومع ذلك، إذا حدث هذا، لا يمكن أن يكون هناك نظير مستقر مع عدد متساوي من النيوترونات وعدد من البروتونات. بالنسبة للتكنيشيوم (Z = 43)، يتمركز وادي الاستقرار بيتا في حوالي 98 نويدة. ومع ذلك، لكل عدد من النويدات من 95 إلى 102، هناك بالفعل على الأقل نواة مستقرة واحدة من الموليبدنوم (Z = 42) أو الروثينيوم (Z = 44). بالنسبة للنظائر ذات الأعداد الفردية من النويدات، وهذا يستبعد على الفور نظير مستقر من التكنيشيوم لأنه لا يمكن أن يكون هناك نويدة مستقرة واحدة فقط مع عدد فردي فردي من النويدات. بالنسبة للنظائر التي تحتوي على عدد قليل من النويدات، بما أن التكنيشيوم يحتوي على عدد فردي من البروتونات، يجب أن يكون لأي نظير أيضا عدد فردي من النيوترونات. في مثل هذه الحالة، وجود نواة مستقرة لها نفس العدد من النويدات وعدد من البروتونات حتى تستبعد إمكانية نواة مستقرة.