Isotop teknesium

Teknesium (43Tc) adalah salah satu dari dua unsur dengan Z < 83 yang tidak memiliki isotop stabil; unsur lainnya adalah prometium. Ia utamanya buatan, dengan hanya jumlah renik yang ada di alam dihasilkan oleh fisi spontan (diperkirakan ada 2,5×10−13 gram 99Tc per gram uraninit) atau penangkapan neutron oleh molibdenum. Isotop pertama yang disintesis adalah 97Tc dan 99Tc pada tahun 1936, unsur buatan pertama yang diproduksi. Radioisotop yang paling stabil adalah 97Tc (waktu paruh: 4,21 juta tahun), 98Tc (waktu paruh: 4,2 juta tahun), dan 99Tc (waktu paruh: 211.100 tahun). Tiga puluh tiga radioisotop lainnya telah dikarakterisasi dengan massa atom berkisar antara 85Tc hingga 120Tc. Sebagian besar memiliki waktu paruh yang kurang dari satu jam; pengecualiannya adalah 93Tc (waktu paruh: 2,75 jam), 94Tc (waktu paruh: 4,883 jam), 95Tc (waktu paruh: 20 jam), dan 96Tc (waktu paruh: 4,28 hari). Teknesium juga memiliki banyak keadaan meta. 97mTc adalah yang paling stabil, dengan waktu paruh 91,0 hari (0,097 MeV). Ia diikuti oleh 95mTc (waktu paruh: 61 hari, 0,038 MeV) dan 99mTc (waktu paruh: 6,04 jam, 0,143 MeV). 99mTc hanya memancarkan sinar gama, kemudian meluruh menjadi 99Tc. Untuk isotop yang lebih ringan dari 98Tc, mode peluruhan utamanya adalah penangkapan elektron menjadi isotop molibdenum. Untuk isotop yang lebih berat, mode utamanya adalah emisi beta menjadi isotop rutenium, dengan pengecualian bahwa 100Tc dapat meluruh baik dengan emisi beta maupun penangkapan elektron. 99mTc adalah ciri khas isotop teknesium yang digunakan dalam industri kedokteran nuklir. Transisi isomerik berenergi rendah, yang menghasilkan sinar gama pada ~140.5 keV, sangat ideal untuk pencitraan menggunakan Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT). Beberapa isotop teknesium, seperti 94mTc, 95gTc, dan 96gTc, yang dihasilkan melalui reaksi (p,n) menggunakan siklotron pada target molibdenum, juga telah diidentifikasi sebagai agen Positron Emission Tomography (PET). 101Tc telah diproduksi menggunakan generator neutron berbasis fusi D-D dari reaksi 100Mo(n,γ)101Mo pada molibdenum alami dan peluruhan beta-minus berikutnya dari 101Mo menjadi 101Tc. Meskipun waktu paruhnya lebih pendek (14,22 menit), 101Tc menunjukkan karakteristik peluruhan unik yang cocok untuk prosedur diagnostik atau terapeutik radioisotop, di mana telah diusulkan bahwa penerapannya, sebagai suplemen untuk pencitraan dual-isotop atau pengganti 99mTc, dapat dilakukan oleh produksi di tempat dan pengeluaran pada titik perawatan pasien. 99Tc adalah isotop yang paling umum dan paling mudah tersedia, karena merupakan produk fisi utama dari fisi aktinida seperti uranium dan plutonium dengan hasil produk fisi 6% atau lebih, dan pada kenyataannya produk fisi berumur panjang yang paling signifikan. Isotop teknesium yang lebih ringan hampir tidak pernah diproduksi dalam fisi karena produk fisi awal biasanya memiliki rasio neutron/proton yang lebih tinggi daripada yang stabil untuk rentang massanya, dan oleh karena itu mengalami peluruhan beta hingga mencapai produk akhir. Peluruhan beta produk fisi massa 95-98 berhenti di isotop molibdenum yang stabil dari massa tersebut dan tidak mencapai teknesium. Untuk massa 100 dan lebih besar, isotop teknesium dari massa tersebut berumur sangat pendek dan cepat meluruh menjadi isotop rutenium. Oleh karena itu, teknesium dalam bahan bakar nuklir bekas hampir semuanya merupakan 99Tc. Dengan adanya neutron cepat, sejumlah kecil 98Tc akan dihasilkan oleh reaksi "knockout" (n,2n). Jika transmutasi nuklir dari teknesium yang diturunkan dari fisi atau limbah teknesium dari aplikasi medis diinginkan, neutron cepat menjadi tidak diinginkan karena 98Tc yang berumur panjang akan meningkat daripada mengurangi umur panjang radioaktivitas dalam material. Satu gram 99Tc menghasilkan disintegrasi 6,2×108 per detik (0,62 GBq/g). Teknesium tidak memiliki isotop yang stabil atau hampir stabil, dan dengan demikian berat atom standarnya tidak dapat diberikan.