Jelaskan Produk limbah fisi dari Teknesium

Berbeda dengan keterjadian alam yang langka, sejumlah besar teknesium-99 diproduksi setiap tahun dari batang bahan bakar nuklir bekas, yang mengandung berbagai produk fisi. Fisi satu gram uranium-235 dalam reaktor nuklir menghasilkan 27 mg teknesium-99, memberikan teknesium hasil produk fisi sebesar 6,1%. Isotop fisil lainnya menghasilkan teknesium yang serupa, seperti 4,9% dari uranium-233 dan 6,21% dari plutonium-239. Diperkirakan 49.000 TBq (78 ton metrik) teknesium diproduksi di dalam reaktor nuklir antara tahun 1983 hingga 1994, dan sejauh ini merupakan sumber teknesium terestrial yang dominan. Hanya sebagian kecil dari produksi ini yang digunakan secara komersial.

Teknesium-99 diproduksi oleh fisi nuklir uranium-235 dan plutonium-239. Oleh karena itu, ia hadir dalam limbah radioaktif dan dalam luruhan nuklir dari ledakan bom fisi. Peluruhannya, diukur dalam becquerel per jumlah bahan bakar bekas, merupakan kontributor dominan radioaktivitas limbah nuklir setelah sekitar 104 hingga 106 tahun setelah penciptaan limbah nuklir. Dari tahun 1945 hingga 1994, sekitar 160 TBq (sekitar 250 kg) teknesium-99 dilepaskan ke lingkungan selama uji coba nuklir di atmosfer. Jumlah teknesium-99 dari reaktor nuklir yang dilepaskan ke lingkungan hingga tahun 1986 adalah sekitar 1000 TBq (sekitar 1600 kg), terutama melalui pemrosesan ulang bahan bakar nuklir; sebagian besar dibuang ke laut. Metode pemrosesan ulang telah mengurangi emisi sejak saat itu, tetapi pada tahun 2005 pelepasan utama teknesium-99 ke lingkungan dilakukan oleh pembangkit Sellafield, yang melepaskan sekitar 550 TBq (sekitar 900 kg) dari tahun 1995 hingga 1999 ke Laut Irlandia. Sejak tahun 2000 dan seterusnya, jumlahnya dibatasi oleh peraturan menjadi 90 TBq (sekitar 140 kg) per tahun. Pembuangan teknesium ke laut mengakibatkan kontaminasi beberapa makanan laut dengan jumlah yang sangat kecil dari unsur ini. Misalnya, ikan dan lobster Eropa dari Cumbria barat mengandung sekitar 1 Bq/kg teknesium.

Produk fisi untuk penggunaan komersial

Isotop metastabil teknesium-99m terus diproduksi sebagai produk fisi dari fisi uranium atau plutonium dalam reaktor nuklir:

^{238}_{92}U ->[\ce{sf}] ^{137}_{53}I + ^{99}_{39}Y + 2^{1}_{0}n

^{99}_{39}Y ->[\beta^-][1,47\,\ce{dtk}] ^{99}_{40}Zr ->[\beta^-][2,1\,\ce{dtk}] ^{99}_{41}Nb ->[\beta^-][15,0\,\ce{dtk}] ^{99}_{42}Mo ->[\beta^-][65,94\,\ce{jam}] ^{99}_{43}Tc ->[\beta^-][211.100\,\ce{thn}] ^{99}_{44}Ru

Karena bahan bakar bekas didiamkan selama beberapa tahun sebelum diproses ulang, semua molibdenum-99 dan teknesium-99m akan terurai pada saat produk fisi dipisahkan dari aktinida utama dalam pemrosesan ulang nuklir konvensional. Cairan yang tersisa setelah ekstraksi plutonium–uranium (PUREX) mengandung teknesium konsentrasi tinggi sebagai  tetapi hampir semuanya adalah teknesium-99, bukan teknesium-99m.

Sebagian besar teknesium-99m yang digunakan dalam pekerjaan medis diproduksi dengan menyinari target uranium yang sangat diperkaya khusus dalam sebuah reaktor, mengekstraksi molibdenum-99 dari target di dalam fasilitas pemrosesan ulang, dan memulihkan di pusat diagnostik teknesium-99m yang dihasilkan setelah peluruhan molibdenum-99. Molibdenum-99 dalam bentuk molibdat  diadsorpsi ke dalam alumina asam () dalam kromatografi kolom berpelindung di dalam generator teknesium-99m ("sapi teknesium", kadang juga disebut "sapi molibdenum"). Molibdenum-99 memiliki waktu paruh 67 jam, jadi teknesium-99m yang berumur pendek (waktu paruh: 6 jam), yang dihasilkan dari peluruhannya, terus diproduksi. Perteknetat () yang larut kemudian dapat diekstraksi secara kimia dengan elusi menggunakan larutan garam. Kelemahan dari proses ini adalah membutuhkan target yang mengandung uranium-235, yang tunduk pada tindakan pengamanan bahan fisil.

Hampir dua pertiga pasokan teknesium dunia berasal dari dua reaktor; Reaktor Penelitian Universal Nasional di Laboratorium Chalk River di Ontario, Kanada, dan Reaktor Fluks Tinggi di Kelompok Penelitian dan Konsultasi Nuklir di Petten, Belanda. Semua reaktor utama yang menghasilkan teknesium-99m dibangun pada 1960-an dan mendekati akhir masa pakainya. Dua reaktor Eksperimen Kisi Fisika Terapan Serbaguna Kanada yang baru direncanakan dan dibangun untuk menghasilkan 200% dari permintaan teknesium-99m, membebaskan semua produsen lain dari membangun reaktor mereka sendiri. Dengan pembatalan reaktor yang sudah diuji pada tahun 2008, pasokan teknesium-99m di masa mendatang menjadi bermasalah.