टेक्नेटियम

टेक्नेटियम (Technetium) एक रासायनिक तत्व है; इसका प्रतीक Tc और परमाणु क्रमांक 43 है। यह सबसे हल्का तत्व है जिसके सभी समस्थानिक (isotopes) रेडियोधर्मी हैं। टेक्नेटियम उन केवल दो रेडियोधर्मी तत्वों में से एक है जो आवर्त सारणी में स्थिर रूपों वाले तत्वों से पहले और बाद में आते हैं, दूसरा तत्व प्रोमेथियम (promethium) है। उपलब्ध सभी टेक्नेटियम एक कृत्रिम तत्व (synthetic element) के रूप में उत्पादित किया जाता है। प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला टेक्नेटियम यूरेनियम अयस्क और थोरियम अयस्क (सबसे सामान्य स्रोत) में एक स्वतःस्फूर्त विखंडन उत्पाद (fission product) है, या मोलिब्डेनम अयस्कों में न्यूट्रॉन कैप्चर का उत्पाद है। यह चांदी जैसा धूसर, क्रिस्टलीय संक्रमण धातु (transition metal), आवर्त सारणी के समूह 7 में मैंगनीज और रेनियम के बीच स्थित है, और इसके रासायनिक गुण इन दोनों के बीच के हैं। सबसे सामान्य प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला समस्थानिक ⁹⁹Tc है, जो केवल सूक्ष्म मात्रा में होता है।

टेक्नेटियम के कई गुणों की भविष्यवाणी दिमित्री मेंडलीव द्वारा इसके खोजे जाने से पहले ही कर दी गई थी; मेंडलीव ने अपनी आवर्त सारणी में एक रिक्त स्थान देखा और अज्ञात तत्व को अनंतिम नाम एकामैंगनीज (Em) दिया। 1937 में, टेक्नेटियम मुख्य रूप से कृत्रिम रूप से उत्पादित होने वाला पहला तत्व बन गया, इसलिए इसका नाम (यूनानी technetos, 'कृत्रिम', + -ium) पड़ा।

एक अल्पकालिक गामा-किरण-उत्सर्जक नाभिकीय समावयवी (nuclear isomer), टेक्नेटियम-99m, का उपयोग नाभिकीय चिकित्सा में अस्थि कैंसर के निदान जैसे विभिन्न परीक्षणों के लिए किया जाता है। न्यूक्लाइड टेक्नेटियम-99 की मूल अवस्था का उपयोग बीटा कणों के गामा-किरण-मुक्त स्रोत के रूप में किया जाता है। व्यावसायिक रूप से उत्पादित दीर्घकालिक टेक्नेटियम समस्थानिक नाभिकीय रिएक्टरों में यूरेनियम-235 के विखंडन के उपोत्पाद हैं और इन्हें नाभिकीय ईंधन छड़ों से निकाला जाता है। चूंकि टेक्नेटियम के सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाले समस्थानिक की भी अर्ध-आयु अपेक्षाकृत कम (4.21 मिलियन वर्ष) है, इसलिए 1952 में लाल दानव (red giant) तारों में टेक्नेटियम का पता चलने से यह साबित करने में मदद मिली कि तारे भारी तत्वों का उत्पादन कर सकते हैं।

इतिहास

प्रारंभिक धारणाएं

1860 के दशक से 1871 तक, दिमित्री मेंडलीव द्वारा प्रस्तावित आवर्त सारणी के प्रारंभिक रूपों में मोलिब्डेनम (तत्व 42) और रूथेनियम (तत्व 44) के बीच एक रिक्त स्थान था। 1871 में, मेंडलीव ने भविष्यवाणी की थी कि यह लापता तत्व मैंगनीज के नीचे खाली स्थान पर कब्जा करेगा और इसके रासायनिक गुण समान होंगे। मेंडलीव ने इसे अनंतिम नाम 'एका-मैंगनीज' (संस्कृत शब्द 'एका' से, जिसका अर्थ 'एक' है) दिया क्योंकि यह ज्ञात तत्व मैंगनीज से एक स्थान नीचे था।

प्रारंभिक गलत पहचान

कई शुरुआती शोधकर्ता, आवर्त सारणी के प्रकाशित होने से पहले और बाद में, लापता तत्व की खोज करने और उसका नाम रखने वाले पहले व्यक्ति बनने के लिए उत्सुक थे। सारणी में इसकी स्थिति ने सुझाव दिया कि इसे अन्य अज्ञात तत्वों की तुलना में खोजना आसान होना चाहिए। टेक्नेटियम की रेडियोधर्मिता के कारण ऐसा नहीं हुआ।

वर्ष	दावेदार	सुझाया गया नाम	वास्तविक सामग्री
1828	गॉटफ्राइड ओसान	पोलिनियम	इरिडियम
1845	हेनरिक रोज़	पेलोपियम	नायोबियम-टैंटलम मिश्र धातु
1847	आर. हरमन	इल्मेनियम	नायोबियम-टैंटलम मिश्र धातु
1877	सर्गेई कर्न	डेवियम	इरिडियम-रोडियम-लोहा मिश्र धातु
1896	प्रोस्पर बैरियर	लूसियम	यट्रियम
1908	मासाताका ओगावा	निप्पोनियम	रेनियम, जो अज्ञात द्वि-मैंगनीज था

अपुनरुत्पादनीय परिणाम

जर्मन रसायनज्ञों वाल्टर नोडैक, ओटो बर्ग, और इडा टैक ने 1925 में तत्व 75 और तत्व 43 की खोज की सूचना दी, और तत्व 43 का नाम मासुरियम (पूर्वी प्रशिया, अब पोलैंड में, मासुरिया के नाम पर, वह क्षेत्र जहाँ वाल्टर नोडैक का परिवार उत्पन्न हुआ था) रखा। इस नाम ने वैज्ञानिक समुदाय में काफी नाराजगी पैदा की, क्योंकि इसे प्रथम विश्व युद्ध के दौरान मासुरिया क्षेत्र में रूसी सेना पर जर्मन सेना की जीत की श्रृंखला के संदर्भ के रूप में व्याख्यायित किया गया था; चूंकि नाजी शासन के दौरान नोडैक अपने शैक्षणिक पदों पर बने रहे, इसलिए तत्व 43 की खोज के उनके दावे के खिलाफ संदेह और शत्रुता जारी रही।

समूह ने कोलम्बाइट पर इलेक्ट्रॉन की एक किरण की बमबारी की और एक्स-रे उत्सर्जन स्पेक्ट्रोग्राम की जांच करके निष्कर्ष निकाला कि तत्व 43 मौजूद था।(Emsley, 2001, p. 423) उत्पादित एक्स-रे की तरंग दैर्ध्य 1913 में हेनरी मोसले द्वारा प्राप्त एक सूत्र द्वारा परमाणु क्रमांक से संबंधित है। टीम ने तत्व 43 द्वारा उत्पादित तरंग दैर्ध्य पर एक धुंधला एक्स-रे संकेत पता लगाने का दावा किया। बाद के प्रयोगकर्ता इस खोज को दोहरा नहीं सके, और इसे एक त्रुटि के रूप में खारिज कर दिया गया। फिर भी, 1933 में, तत्वों की खोज पर लेखों की एक श्रृंखला ने तत्व 43 के लिए मासुरियम नाम का उल्लेख किया। नोडैक के दावों को सुधारने के लिए कुछ और हालिया प्रयास किए गए हैं, लेकिन वे उनके द्वारा अध्ययन किए गए अयस्कों में मौजूद टेक्नेटियम की मात्रा पर पॉल कुरोडा के अध्ययन द्वारा गलत साबित हो गए हैं: यह अयस्क के 3 × −11 μg/kg से अधिक नहीं हो सकता था, और इस प्रकार नोडैक के तरीकों से पता लगाने योग्य नहीं होता।

आधिकारिक खोज और बाद का इतिहास

तत्व 43 की खोज की पुष्टि अंततः 1937 में सिसिली के पलेर्मो विश्वविद्यालय में कार्लो पेरिएर और एमिलियो सेग्रे द्वारा किए गए एक प्रयोग में हुई। 1936 के मध्य में, सेग्रे ने संयुक्त राज्य अमेरिका का दौरा किया, पहले न्यूयॉर्क में कोलंबिया विश्वविद्यालय और फिर कैलिफोर्निया में लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी का। उन्होंने साइक्लोट्रॉन के आविष्कारक अर्नेस्ट लॉरेंस को राजी किया कि वे उन्हें कुछ छोड़े गए साइक्लोट्रॉन पुर्जे वापस ले जाने दें जो रेडियोधर्मी हो गए थे। लॉरेंस ने उन्हें एक मोलिब्डेनम पन्नी भेजी जो साइक्लोट्रॉन में डिफ्लेक्टर का हिस्सा थी।

सेग्रे ने अपने सहयोगी पेरिएर को यह साबित करने के लिए भर्ती किया कि तुलनात्मक रसायन विज्ञान के माध्यम से, मोलिब्डेनम गतिविधि वास्तव में परमाणु क्रमांक 43 वाले तत्व से थी, जो उन्होंने किया। पलेर्मो विश्वविद्यालय के अधिकारियों ने चाहा कि वे अपनी खोज का नाम पैनोर्मियम रखें, जो पलेर्मो के लैटिन नाम, पैनोरमस के नाम पर था। 1947 में, तत्व 43 का नाम यूनानी शब्द technetos (τεχνητός) के नाम पर रखा गया, जिसका अर्थ 'कृत्रिम' है, क्योंकि यह कृत्रिम रूप से उत्पादित होने वाला पहला तत्व था। सेग्रे बर्कले लौट आए और ग्लेन टी. सीबोर्ग से मिले। उन्होंने मेटास्टेबल समस्थानिक टेक्नेटियम-99m को अलग किया, जिसका उपयोग अब सालाना लगभग एक करोड़ चिकित्सा नैदानिक प्रक्रियाओं में किया जाता है।

1952 में, खगोलशास्त्री पॉल डब्ल्यू. मेरिल ने S-प्रकार के लाल दानव तारों के प्रकाश में टेक्नेटियम के स्पेक्ट्रल हस्ताक्षर (विशेष रूप से 403.1 nm, 423.8 nm, 426.2 nm, और 429.7 nm की तरंग दैर्ध्य) का पता लगाया। तारे अपने जीवन के अंत के करीब थे लेकिन अल्पकालिक तत्व से समृद्ध थे, जो इंगित करता था कि यह तारों में नाभिकीय अभिक्रियाओं द्वारा उत्पादित किया जा रहा था। उस प्रमाण ने इस परिकल्पना को बल दिया कि भारी तत्व तारों में न्यूक्लियोसिंथेसिस का उत्पाद हैं। हाल ही में, ऐसे अवलोकनों ने प्रमाण प्रदान किया है कि तत्व s-प्रक्रिया में न्यूट्रॉन कैप्चर द्वारा बनते हैं।

उस खोज के बाद से, स्थलीय सामग्रियों में टेक्नेटियम के प्राकृतिक स्रोतों के लिए कई खोजें हुई हैं। 1962 में, टेक्नेटियम-99 को बेल्जियम कांगो के पिचब्लेंड (यूरेनाइट) में बहुत कम मात्रा में (लगभग 0.2 ng/kg) अलग और पहचाना गया, जहाँ यह यूरेनियम-238 के स्वतःस्फूर्त विखंडन उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। ओक्लो में प्राकृतिक परमाणु विखंडन रिएक्टर में प्रमाण है कि टेक्नेटियम-99 की महत्वपूर्ण मात्रा का उत्पादन हुआ था और तब से यह रूथेनियम-99 में क्षय हो गया है।

विशेषताएं

भौतिक गुण

टेक्नेटियम एक चांदी-धूसर रेडियोधर्मी धातु है जिसका स्वरूप प्लेटिनम के समान है, जिसे आमतौर पर धूसर पाउडर के रूप में प्राप्त किया जाता है।(Hammond, 2004) थोक शुद्ध धातु की क्रिस्टल संरचना हेक्सागोनल क्लोज-पैक्ड है। परमाणु टेक्नेटियम में 363.3 nm, 403.1 nm, 426.2 nm, 429.7 nm, और 485.3 nm की तरंग दैर्ध्य पर विशिष्ट उत्सर्जन रेखाएं होती हैं। ऑर्थोरोम्बिक Tc धातु के यूनिट सेल पैरामीटर तब रिपोर्ट किए गए थे जब Tc कार्बन से दूषित होता है (Tc-C के लिए 1.38 wt% C के साथ a = 0.2805(4), b = 0.4958(8), c = 0.4474(5)·nm और Tc-C के लिए 1.96 wt% C के साथ a = 0.2815(4), b = 0.4963(8), c = 0.4482(5)·nm)। धातु का रूप थोड़ा अनुचुंबकीय (paramagnetic) है, जिसका अर्थ है कि इसके चुंबकीय द्विध्रुव बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होते हैं, लेकिन क्षेत्र हटा दिए जाने पर यादृच्छिक अभिविन्यास मान लेंगे। शुद्ध, धात्विक, एकल-क्रिस्टल टेक्नेटियम 7.46 K से नीचे के तापमान पर टाइप-II सुपरकंडक्टर बन जाता है।(Schwochau, 2000, p. 96) इस तापमान से नीचे, टेक्नेटियम में बहुत अधिक चुंबकीय प्रवेश गहराई होती है, जो नायोबियम को छोड़कर किसी भी अन्य तत्व से अधिक है।

रासायनिक गुण

टेक्नेटियम आवर्त सारणी के समूह 7 में, रेनियम और मैंगनीज के बीच स्थित है। आवर्त नियम द्वारा भविष्यवाणी के अनुसार, इसके रासायनिक गुण उन दो तत्वों के बीच के हैं। दोनों में से, टेक्नेटियम रेनियम से अधिक निकटता से मिलता-जुलता है, विशेष रूप से अपनी रासायनिक अक्रियता और सहसंयोजक बंधन बनाने की प्रवृत्ति में।(Greenwood, Earnshaw, 1997, p. 1044) यह लैंथेनाइड संकुचन के कारण अवधि 5 तत्वों की अवधि 6 के अपने समकक्षों के साथ अवधि 4 की तुलना में अधिक समानता रखने की प्रवृत्ति के अनुरूप है। मैंगनीज के विपरीत, टेक्नेटियम आसानी से धनायन (शुद्ध सकारात्मक आवेश वाले आयन) नहीं बनाता है। टेक्नेटियम -1 से +7 तक नौ ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करता है, जिनमें +4, +5, और +7 सबसे सामान्य हैं। टेक्नेटियम अम्लराज (aqua regia), नाइट्रिक अम्ल, और सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल में घुल जाता है, लेकिन किसी भी सांद्रता के हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में नहीं।(Hammond, 2004)

धात्विक टेक्नेटियम नम हवा में धीरे-धीरे कलंकित (tarnish) हो जाता है और, पाउडर के रूप में, ऑक्सीजन में जलता है। उच्च दबाव पर हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने पर, यह गैर-स्टोइकियोमेट्रिक हाइड्राइड TcH_1.3 बनाता है और कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करते समय यह Tc₆C बनाता है, जिसका सेल पैरामीटर 0.398 nm है।

टेक्नेटियम नाइट्रिक अम्ल द्वारा हाइड्राज़ीन के विनाश को उत्प्रेरित कर सकता है, और यह गुण इसकी संयोजकता की बहुलता के कारण है। इसने नाभिकीय ईंधन प्रसंस्करण में यूरेनियम से प्लूटोनियम के पृथक्करण में एक समस्या पैदा की, जहाँ हाइड्राज़ीन का उपयोग प्लूटोनियम को अधिक स्थिर टेट्रावेलेंट अवस्था के बजाय ट्राइवेलेंट अवस्था में रखने के लिए एक सुरक्षात्मक रिडक्टेंट के रूप में किया जाता है। यह समस्या पिछले चरण में टेक्नेटियम और ज़िरकोनियम के पारस्परिक रूप से उन्नत विलायक निष्कर्षण द्वारा और अधिक बढ़ गई थी, और इसके लिए प्रक्रिया संशोधन की आवश्यकता थी।

यौगिक

परटेक्नेट और अन्य व्युत्पन्न

मुख्य लेख: परटेक्नेट

टेक्नेटियम का सबसे प्रचलित रूप जो आसानी से सुलभ है, सोडियम परटेक्नेट, Na[TcO₄] है। इस सामग्री का अधिकांश हिस्सा [⁹⁹MoO₄]²⁻ से रेडियोधर्मी क्षय द्वारा उत्पादित होता है:(Schwochau, 2000, pp. 127–136) [⁹⁹MoO₄]²⁻ → [^99mTcO₄]⁻ + e⁻

परटेक्नेट (TcO₄-) जलीय घोलों में केवल कमजोर रूप से हाइड्रेटेड होता है और परक्लोरेट आयन के समान व्यवहार करता है, जो दोनों टेट्राहेड्रल हैं। परमैंगनेट (MnO₄-) के विपरीत, यह केवल एक कमजोर ऑक्सीकरण एजेंट है।

परटेक्नेट से संबंधित टेक्नेटियम हेप्टोक्साइड है। यह हल्के-पीले, वाष्पशील ठोस का उत्पादन Tc धातु और संबंधित अग्रदूतों के ऑक्सीकरण द्वारा किया जाता है: 4 Tc + 7 O₂ → 2 Tc₂O₇

यह एक आणविक धातु ऑक्साइड है, जो मैंगनीज हेप्टोक्साइड के समान है। यह 167 और 184 pm बंधन लंबाई वाले दो प्रकार के Tc–O बंधन के साथ एक सेंट्रोसिमेट्रिक संरचना अपनाता है।

टेक्नेटियम हेप्टोक्साइड pH के आधार पर परटेक्नेट और परटेक्निक अम्ल में हाइड्रोलाइज हो जाता है:(Schwochau, 2000, p. 127) Tc₂O₇ + 2 OH⁻ → 2 TcO₄⁻ + H₂O Tc₂O₇ + H₂O → 2 HTcO₄

HTcO₄ एक मजबूत अम्ल है। सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल में, [TcO₄]⁻ ऑक्टाहेड्रल रूप TcO₃(OH)(H₂O)₂ में परिवर्तित हो जाता है, जो काल्पनिक ट्राईएक्वा कॉम्प्लेक्स [TcO₃(H₂O)₃]⁺ का संयुग्मी आधार है।

अन्य चैल्कोजेनाइड व्युत्पन्न

टेक्नेटियम एक डाइऑक्साइड,(Schwochau, 2000, p. 108) डाइसल्फाइड, डाईसेलेनाइड, और डाईटेलुराइड बनाता है। परटेक्नेट को हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ उपचारित करने पर एक अस्पष्ट Tc₂S₇ बनता है। यह तापीय रूप से डाइसल्फाइड और मौलिक सल्फर में विघटित हो जाता है।(Schwochau, 2000, pp. 112–113) इसी तरह डाइऑक्साइड का उत्पादन Tc₂O₇ के अपचयन द्वारा किया जा सकता है।

रेनियम के मामले के विपरीत, टेक्नेटियम के लिए एक ट्राइऑक्साइड को अलग नहीं किया गया है। हालांकि, द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करके गैस चरण में TcO₃ की पहचान की गई है।

सरल हाइड्राइड और हैलाइड कॉम्प्लेक्स

टेक्नेटियम कॉम्प्लेक्स TcH₉₂- बनाता है। पोटेशियम लवण ReH₉₂- के साथ आइसोस्ट्रक्चरल है।(Schwochau, 2000, p. 146) उच्च दबाव पर तत्वों से TcH_1.3 के निर्माण की भी सूचना मिली थी।

निम्नलिखित बाइनरी (केवल दो तत्वों वाले) टेक्नेटियम हैलाइड ज्ञात हैं: TcF₆, TcF₅, TcCl₄, TcBr₄, TcBr₃, α-TcCl₃, β-TcCl₃, TcI₃, α-TcCl₂, और β-TcCl₂। ऑक्सीकरण अवस्थाएं Tc(VI) से Tc(II) तक होती हैं। टेक्नेटियम हैलाइड विभिन्न संरचना प्रकार प्रदर्शित करते हैं, जैसे आणविक ऑक्टाहेड्रल कॉम्प्लेक्स, विस्तारित श्रृंखलाएं, स्तरित शीट, और तीन-आयामी नेटवर्क में व्यवस्थित धातु क्लस्टर। ये यौगिक धातु और हैलोजन को मिलाकर या कम प्रत्यक्ष प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पादित किए जाते हैं।

TcCl₄ को Tc धातु या Tc₂O₇ के क्लोरीनीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। गर्म करने पर, TcCl₄ संबंधित Tc(III) और Tc(II) क्लोराइड देता है।

TcCl₄ → α-TcCl₃ + 1/2 Cl₂ TcCl₃ → β-TcCl₂ + 1/2 Cl₂

TcCl₄ की संरचना एज-शेयरिंग TcCl₆ ऑक्टाहेड्रा की अनंत ज़िगज़ैग श्रृंखलाओं से बनी है। यह ज़िरकोनियम, हाफनियम, और प्लेटिनम के संक्रमण धातु टेट्राक्लोराइड के आइसोमोर्फस है।

टेक्नेटियम ट्राइक्लोराइड के दो बहुरूप (polymorphs) मौजूद हैं, α- और β-TcCl₃। α बहुरूप को Tc₃Cl₉ के रूप में भी दर्शाया गया है। यह एक कॉन्फेशियल बायोक्टाहेड्रल संरचना अपनाता है। इसे क्लोरो-एसीटेट Tc₂(O₂CCH₃)₄Cl₂ को HCl के साथ उपचारित करके तैयार किया जाता है। Re₃Cl₉ की तरह, α-बहुरूप की संरचना में छोटे M-M दूरियों वाले त्रिकोण होते हैं। β-TcCl₃ में ऑक्टाहेड्रल Tc केंद्र होते हैं, जो जोड़े में व्यवस्थित होते हैं, जैसा कि मोलिब्डेनम ट्राइक्लोराइड के लिए भी देखा जाता है। TcBr₃ किसी भी ट्राइक्लोराइड चरण की संरचना नहीं अपनाता है। इसके बजाय इसमें मोलिब्डेनम ट्राइब्रोमाइड की संरचना होती है, जिसमें वैकल्पिक छोटी और लंबी Tc—Tc संपर्कों के साथ कॉन्फेशियल ऑक्टाहेड्रा की श्रृंखलाएं होती हैं। TcI₃ की संरचना TiI₃ के उच्च तापमान चरण जैसी है, जिसमें समान Tc—Tc संपर्कों के साथ कॉन्फेशियल ऑक्टाहेड्रा की श्रृंखलाएं होती हैं।

कई आयनिक टेक्नीशियम हैलाइड्स ज्ञात हैं। बाइनरी टेट्राहैलाइड्स को हेक्साहैलाइड्स [TcX₆]²⁻ (X = F, Cl, Br, I) में परिवर्तित किया जा सकता है, जो अष्टफलकीय आणविक ज्यामिति अपनाते हैं। अधिक अपचयित (reduced) हैलाइड Tc–Tc बंधों के साथ आयनिक क्लस्टर बनाते हैं। Mo, W, Re के संबंधित तत्वों के लिए भी स्थिति ऐसी ही है। इन क्लस्टरों की न्यूक्लियरिटी (परमाणुता) Tc₄, Tc₆, Tc₈, और Tc₁₃ होती है। अधिक स्थिर Tc₆ और Tc₈ क्लस्टरों का आकार प्रिज्म जैसा होता है जहाँ Tc परमाणुओं के ऊर्ध्वाधर जोड़े तिहरे बंधों द्वारा और समतलीय परमाणु एकल बंधों द्वारा जुड़े होते हैं। प्रत्येक टेक्नीशियम परमाणु छह बंध बनाता है, और शेष संयोजी इलेक्ट्रॉनों को एक अक्षीय और दो ब्रिजिंग लिगैंड हैलोजन परमाणुओं जैसे क्लोरीन या ब्रोमीन द्वारा संतृप्त किया जा सकता है।

समन्वय और ऑर्गेनोमेटैलिक कॉम्प्लेक्स

टेक्नीशियम कार्बनिक लिगैंड्स के साथ विभिन्न प्रकार के समन्वय कॉम्प्लेक्स (coordination complexes) बनाता है। परमाणु चिकित्सा (nuclear medicine) में उनकी प्रासंगिकता के कारण कई का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है।

टेक्नीशियम Tc–C बंधों के साथ कई प्रकार के यौगिक बनाता है, यानी ऑर्गेनोटेकनीशियम कॉम्प्लेक्स। इस वर्ग के प्रमुख सदस्य CO, एरीन और साइक्लोपेंटाडिएनिल लिगैंड्स के साथ कॉम्प्लेक्स हैं। बाइनरी कार्बोनिल Tc₂(CO)₁₀ एक सफेद वाष्पशील ठोस है। इस अणु में, दो टेक्नीशियम परमाणु एक-दूसरे से बंधे होते हैं; प्रत्येक परमाणु पाँच कार्बोनिल लिगैंड्स के अष्टफलकों से घिरा होता है। टेक्नीशियम परमाणुओं के बीच बंध की लंबाई, 303 pm, धात्विक टेक्नीशियम में दो परमाणुओं के बीच की दूरी (272 pm) से काफी अधिक है। समान कार्बोनिल टेक्नीशियम के समजातों, मैंगनीज और रेनियम द्वारा बनाए जाते हैं।(Schwochau, 2000, pp. 286, 328) ऑर्गेनोटेकनीशियम यौगिकों में रुचि परमाणु चिकित्सा में अनुप्रयोगों से भी प्रेरित है। टेक्नीशियम एक्वो-कार्बोनिल कॉम्प्लेक्स भी बनाता है, जिसमें एक प्रमुख कॉम्प्लेक्स [Tc(CO)₃(H₂O)₃]⁺ है, जो अन्य धातु कार्बोनिल की तुलना में असामान्य है।

समस्थानिक

मुख्य लेख: Isotopes of technetium

टेक्नीशियम, परमाणु क्रमांक Z = 43 के साथ, आवर्त सारणी में सबसे कम संख्या वाला तत्व है जिसके सभी समस्थानिक रेडियोधर्मी हैं। दूसरा सबसे हल्का विशेष रूप से रेडियोधर्मी तत्व, प्रोमेथियम, का परमाणु क्रमांक 61 है। विषम संख्या में प्रोटॉन वाले परमाणु नाभिक सम संख्या वाले नाभिकों की तुलना में कम स्थिर होते हैं, तब भी जब न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन + न्यूट्रॉन) की कुल संख्या सम हो, और विषम संख्या वाले तत्वों में कम स्थिर समस्थानिक होते हैं।

सबसे स्थिर रेडियोधर्मी समस्थानिक टेक्नीशियम-97 है, जिसकी अर्ध-आयु 4.21 ± 0.16 मिलियन वर्ष है और टेक्नीशियम-98 की 4.2 ± 0.3 मिलियन वर्ष है; उनकी अर्ध-आयु के वर्तमान माप एक मानक विचलन के अनुरूप अतिव्यापी विश्वास अंतराल (confidence intervals) देते हैं और इसलिए टेक्नीशियम के सबसे स्थिर समस्थानिक का निश्चित निर्धारण नहीं हो पाता है। अगला सबसे स्थिर समस्थानिक टेक्नीशियम-99 है, जिसकी अर्ध-आयु 211,100 वर्ष है।ref 86 से 122 तक की द्रव्यमान संख्या वाले चौंतीस अन्य रेडियोसमस्थानिकों को पहचाना गया है। इनमें से अधिकांश की अर्ध-आयु एक घंटे से कम है, अपवाद टेक्नीशियम-93 (2.75 घंटे), टेक्नीशियम-94 (4.88 घंटे), टेक्नीशियम-95 (19.26 घंटे), और टेक्नीशियम-96 (4.28 दिन) हैं।ref

टेक्नीशियम-98 (⁹⁸Tc) से हल्के समस्थानिकों के लिए प्राथमिक क्षय विधा (decay mode) इलेक्ट्रॉन कैप्चर है, जिससे मोलिब्डेनम (Z = 42) उत्पन्न होता है। टेक्नीशियम-98 और भारी समस्थानिकों के लिए, प्राथमिक विधा बीटा उत्सर्जन (इलेक्ट्रॉन या पॉज़िट्रॉन का उत्सर्जन) है, जिससे रूथेनियम (Z = 44) उत्पन्न होता है, सिवाय इसके कि टेक्नीशियम-98 और टेक्नीशियम-100 दोनों बीटा उत्सर्जन और इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा क्षय हो सकते हैं।

टेक्नीशियम में कई नाभिकीय समावयवी (nuclear isomers) भी होते हैं, जो एक या अधिक उत्तेजित न्यूक्लियॉन वाले समस्थानिक होते हैं। टेक्नीशियम-97m (^97mTc; "m" का अर्थ मेटास्टेबल है) सबसे स्थिर है, जिसकी अर्ध-आयु 91.1 दिन और उत्तेजन ऊर्जा 0.097 MeV है, इसके बाद टेक्नीशियम-95m (62.0 दिन, 0.039 MeV), और टेक्नीशियम-99m (6.01 घंटे, 0.143 MeV) आते हैं।ref

टेक्नीशियम-99 (⁹⁹Tc) यूरेनियम-235 (²³⁵U) के विखंडन का एक प्रमुख उत्पाद है, जो इसे टेक्नीशियम का सबसे सामान्य और आसानी से उपलब्ध समस्थानिक बनाता है, और प्रकृति में पाया जाने वाला एकमात्र समस्थानिक है। एक ग्राम टेक्नीशियम-99 प्रति सेकंड 6.2 × 8 विघटन उत्पन्न करता है (दूसरे शब्दों में, ⁹⁹Tc की विशिष्ट सक्रियता 0.62 GBq/g है)।

प्राप्ति और उत्पादन

टेक्नीशियम पृथ्वी की पर्पटी में 0.003 भाग प्रति ट्रिलियन की सूक्ष्म सांद्रता में प्राकृतिक रूप से पाया जाता है। टेक्नीशियम इतना दुर्लभ है क्योंकि ⁹⁷Tc और ⁹⁸Tc की अर्ध-आयु केवल 4.2 मिलियन वर्ष है। पृथ्वी के निर्माण के बाद से ऐसी एक हजार से अधिक अवधियाँ बीत चुकी हैं, इसलिए आदिम न्यूक्लाइड टेक्नीशियम के एक परमाणु के भी जीवित रहने की संभावना प्रभावी रूप से शून्य है। हालाँकि, यूरेनियम अयस्कों में सहज विखंडन उत्पाद के रूप में थोड़ी मात्रा मौजूद होती है। एक किलोग्राम यूरेनियम में अनुमानित 1 नैनोग्राम (−9 g), जो दस ट्रिलियन परमाणुओं के बराबर है, टेक्नीशियम होता है। S, M, और N स्पेक्ट्रल प्रकार वाले कुछ लाल दानव (red giant) तारे एक स्पेक्ट्रल अवशोषण रेखा प्रदर्शित करते हैं जो टेक्नीशियम की उपस्थिति का संकेत देती है।(Hammond, 2004) इन लाल दानवों को अनौपचारिक रूप से टेक्नीशियम तारे कहा जाता है।

विखंडन उत्पाद

दुर्लभ प्राकृतिक घटना के विपरीत, टेक्नीशियम-99 की भारी मात्रा हर साल व्ययित परमाणु ईंधन छड़ों से उत्पादित की जाती है, जिसमें विभिन्न विखंडन उत्पाद होते हैं। परमाणु रिएक्टरों में एक ग्राम यूरेनियम-235 का विखंडन 27 mg टेक्नीशियम-99 उत्पन्न करता है, जिससे टेक्नीशियम को 6.1% की विखंडन उत्पाद उपज मिलती है। अन्य विखंडनीय समस्थानिक टेक्नीशियम की समान उपज उत्पन्न करते हैं, जैसे यूरेनियम-233 से 4.9% और प्लूटोनियम-239 से 6.21%।(Schwochau, 2000, pp. 374–404) 1983 और 1994 के बीच परमाणु रिएक्टरों में अनुमानित 49,000 TBq (78 मीट्रिक टन) टेक्नीशियम का उत्पादन किया गया था, जो स्थलीय टेक्नीशियम का अब तक का प्रमुख स्रोत है। उत्पादन का केवल एक अंश ही व्यावसायिक रूप से उपयोग किया जाता है।

टेक्नीशियम-99 का उत्पादन यूरेनियम-235 और प्लूटोनियम-239 दोनों के नाभिकीय विखंडन द्वारा किया जाता है। इसलिए यह रेडियोधर्मी कचरे में और विखंडन बम विस्फोटों के परमाणु फॉलआउट में मौजूद होता है। इसका क्षय, जो व्ययित ईंधन की मात्रा के प्रति बेकरेल में मापा जाता है, परमाणु कचरा निर्माण के लगभग 4–6 वर्ष बाद परमाणु कचरे की रेडियोधर्मिता में प्रमुख योगदानकर्ता है। 1945 से 1994 तक, वायुमंडलीय परमाणु परीक्षण के दौरान अनुमानित 160 TBq (लगभग 250 kg) टेक्नीशियम-99 पर्यावरण में छोड़ा गया था। 1986 तक परमाणु रिएक्टरों से पर्यावरण में छोड़े गए टेक्नीशियम-99 की मात्रा 1000 TBq (लगभग 1600 kg) के क्रम में है, मुख्य रूप से परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन द्वारा; इसका अधिकांश हिस्सा समुद्र में बहा दिया गया था। पुनर्संसाधन विधियों ने तब से उत्सर्जन को कम कर दिया है, लेकिन 2005 तक पर्यावरण में टेक्नीशियम-99 का प्राथमिक उत्सर्जन सेलाफील्ड संयंत्र द्वारा होता है, जिसने 1995 से 1999 तक आयरिश सागर में अनुमानित 550 TBq (लगभग 900 kg) छोड़ा। 2000 के बाद से मात्रा को विनियमन द्वारा 90 TBq (लगभग 140 kg) प्रति वर्ष तक सीमित कर दिया गया है। समुद्र में टेक्नीशियम के निर्वहन के परिणामस्वरूप कुछ समुद्री भोजन इस तत्व की सूक्ष्म मात्रा से दूषित हो गए। उदाहरण के लिए, पश्चिमी कम्ब्रिया की यूरोपीय लॉबस्टर और मछलियों में लगभग 1 Bq/kg टेक्नीशियम होता है।

व्यावसायिक उपयोग के लिए विखंडन उत्पाद

मेटास्टेबल समस्थानिक टेक्नीशियम-99m लगातार परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम या प्लूटोनियम के विखंडन से विखंडन उत्पाद के रूप में निर्मित होता है:

$${\phantom{A}}_{\phantom{92}}^{\phantom{238}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}92}^{\phantom{2}238}\mathrm{U}\stackrel{\mathrm{s}\mathrm{f}}{\to }{\phantom{A}}_{\phantom{53}}^{\phantom{137}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}53}^{\phantom{2}137}\mathrm{I}+{\phantom{A}}_{\phantom{39}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}39}^{\phantom{2}99}\mathrm{Y}+2{\phantom{A}}_0^1\mathrm{n}$$ $${\phantom{A}}_{\phantom{39}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}39}^{\phantom{2}99}\mathrm{Y}\underset{1.47\mathrm{s}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{40}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}40}^{\phantom{2}99}\mathrm{Z}\mathrm{r}\underset{2.1\mathrm{s}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{41}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}41}^{\phantom{2}99}\mathrm{N}\mathrm{b}\underset{15.0\mathrm{s}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{42}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}42}^{\phantom{2}99}\mathrm{M}\mathrm{o}\underset{65.94\mathrm{h}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{43}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}43}^{\phantom{2}99}\mathrm{T}\mathrm{c}\underset{211,100\mathrm{y}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{44}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}44}^{\phantom{2}99}\mathrm{R}\mathrm{u}$$

चूंकि उपयोग किए गए ईंधन को पुनर्संसाधन से पहले कई वर्षों तक रखा जाता है, इसलिए जब तक विखंडन उत्पादों को पारंपरिक परमाणु पुनर्संसाधन में प्रमुख एक्टिनाइड्स से अलग किया जाता है, तब तक सभी मोलिब्डेनम-99 और टेक्नीशियम-99m क्षय हो चुके होते हैं। प्लूटोनियम-यूरेनियम निष्कर्षण (PUREX) के बाद बचा हुआ तरल TcO₄- के रूप में टेक्नीशियम की उच्च सांद्रता रखता है, लेकिन इसमें से लगभग सभी टेक्नीशियम-99 है, टेक्नीशियम-99m नहीं।(Schwochau, 2000, p. 39)

चिकित्सा कार्य में उपयोग किए जाने वाले टेक्नीशियम-99m का विशाल बहुमत रिएक्टरों में समर्पित अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम लक्ष्यों को विकिरणित करके, पुनर्संसाधन सुविधाओं में लक्ष्यों से मोलिब्डेनम-99 निकालकर, और नैदानिक केंद्र में मोलिब्डेनम-99 के क्षय पर उत्पादित टेक्नीशियम-99m को पुनः प्राप्त करके उत्पादित किया जाता है। मोलिब्डेनम-99, मोलिब्डेट MoO₄₂- के रूप में, टेक्नीशियम-99m जनरेटर ("टेक्नीशियम काऊ", जिसे कभी-कभी "मोलिब्डेनम काऊ" भी कहा जाता है) के अंदर एक परिरक्षित स्तंभ क्रोमैटोग्राफ में एसिड एल्यूमिना (Al₂O₃) पर अधिशोषित होता है। मोलिब्डेनम-99 की अर्ध-आयु 67 घंटे है, इसलिए अल्पकालिक टेक्नीशियम-99m (अर्ध-आयु: 6 घंटे), जो इसके क्षय से उत्पन्न होता है, लगातार निर्मित हो रहा है। घुलनशील परटेक्नेट TcO₄- को फिर लवण घोल (saline solution) का उपयोग करके निक्षालन (elution) द्वारा रासायनिक रूप से निकाला जा सकता है। इस प्रक्रिया की एक कमी यह है कि इसमें यूरेनियम-235 युक्त लक्ष्यों की आवश्यकता होती है, जो विखंडनीय सामग्रियों की सुरक्षा सावधानियों के अधीन हैं।

दुनिया की आपूर्ति का लगभग दो-तिहाई हिस्सा दो रिएक्टरों से आता है; ओंटारियो, कनाडा में चॉक रिवर लेबोरेटरीज में नेशनल रिसर्च यूनिवर्सल रिएक्टर, और पेटेन, नीदरलैंड में न्यूक्लियर रिसर्च एंड कंसल्टेंसी ग्रुप में हाई फ्लक्स रिएक्टर। टेक्नीशियम-99m का उत्पादन करने वाले सभी प्रमुख रिएक्टर 1960 के दशक में बनाए गए थे और अपने जीवनकाल के अंत के करीब हैं। टेक्नीशियम-99m की मांग का 200% उत्पादन करने के लिए नियोजित और निर्मित दो नए कनाडाई मल्टीपर्पस एप्लाइड फिजिक्स लैटिस एक्सपेरिमेंट रिएक्टरों ने अन्य सभी उत्पादकों को अपने स्वयं के रिएक्टर बनाने से राहत दी। 2008 में पहले से ही परीक्षण किए गए रिएक्टरों के रद्द होने के साथ, टेक्नीशियम-99m की भविष्य की आपूर्ति समस्याग्रस्त हो गई।

अपशिष्ट निपटान

टेक्नीशियम-99 की लंबी अर्ध-आयु और आयनिक प्रजातियां बनाने की इसकी क्षमता रेडियोधर्मी कचरे के निपटान के लिए एक बड़ी चिंता पैदा करती है। पुनर्संसाधन संयंत्रों में विखंडन उत्पादों को हटाने के लिए डिज़ाइन की गई कई प्रक्रियाएं धनायनिक प्रजातियों जैसे सीज़ियम (उदाहरण के लिए, सीज़ियम-137) और स्ट्रोंटियम (उदाहरण के लिए, स्ट्रोंटियम-90) पर लक्षित हैं। इसलिए परटेक्नेट उन प्रक्रियाओं से बच जाता है। वर्तमान निपटान विकल्प महाद्वीपीय, भूगर्भीय रूप से स्थिर चट्टान में दफन का समर्थन करते हैं। ऐसी प्रथा के साथ प्राथमिक खतरा यह संभावना है कि कचरा पानी के संपर्क में आएगा, जो पर्यावरण में रेडियोधर्मी संदूषण को लीच कर सकता है। आयनिक परटेक्नेट और आयोडाइड खनिजों की सतहों पर अधिशोषित नहीं होते हैं, और उनके बह जाने की संभावना है। तुलनात्मक रूप से प्लूटोनियम, यूरेनियम और सीज़ियम मिट्टी के कणों से बंध जाते हैं। टेक्नीशियम को कुछ वातावरणों द्वारा स्थिर किया जा सकता है, जैसे कि झील के तल की तलछट में सूक्ष्मजीव गतिविधि, और टेक्नीशियम का पर्यावरण रसायन विज्ञान सक्रिय अनुसंधान का एक क्षेत्र है।

एक वैकल्पिक निपटान विधि, ट्रांसम्यूटेशन, टेक्नीशियम-99 के लिए CERN में प्रदर्शित की गई है। इस प्रक्रिया में, टेक्नीशियम (धातु लक्ष्य के रूप में टेक्नीशियम-99) को न्यूट्रॉन के साथ बमबारी की जाती है ताकि अल्पकालिक टेक्नीशियम-100 (अर्ध-आयु = 16 सेकंड) बन सके, जो बीटा क्षय द्वारा स्थिर रूथेनियम-100 में क्षय हो जाता है। यदि उपयोग योग्य रूथेनियम की रिकवरी एक लक्ष्य है, तो एक अत्यंत शुद्ध टेक्नीशियम लक्ष्य की आवश्यकता होती है; यदि लक्ष्य में अल्प एक्टिनाइड्स जैसे अमेरिसियम और क्यूरियम के छोटे निशान मौजूद हैं, तो उनके विखंडन और अधिक विखंडन उत्पाद बनाने की संभावना है जो विकिरणित लक्ष्य की रेडियोधर्मिता को बढ़ाते हैं। 'ताज़ा विखंडन' से रूथेनियम-106 (अर्ध-आयु 374 दिन) का निर्माण अंतिम रूथेनियम धातु की सक्रियता को बढ़ाने की संभावना है, जिसके लिए रूथेनियम का उपयोग करने से पहले विकिरण के बाद लंबे समय तक ठंडा होने की आवश्यकता होगी।

व्ययित परमाणु ईंधन से टेक्नीशियम-99 का वास्तविक पृथक्करण एक लंबी प्रक्रिया है। ईंधन पुनर्संसाधन के दौरान, यह अत्यधिक रेडियोधर्मी अपशिष्ट तरल के एक घटक के रूप में बाहर आता है। कई वर्षों तक बैठने के बाद, रेडियोधर्मिता उस स्तर तक कम हो जाती है जहाँ टेक्नीशियम-99 सहित लंबे समय तक रहने वाले समस्थानिकों का निष्कर्षण संभव हो जाता है। रासायनिक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला उच्च शुद्धता का टेक्नीशियम-99 धातु प्रदान करती है।(Schwochau, 2000, pp. 87–96)

न्यूट्रॉन सक्रियण

मोलिब्डेनम-99, जो टेक्नीशियम-99m बनाने के लिए क्षय होता है, मोलिब्डेनम-98 के न्यूट्रॉन सक्रियण द्वारा बनाया जा सकता है। जब आवश्यकता होती है, तो अन्य टेक्नीशियम समस्थानिक विखंडन द्वारा महत्वपूर्ण मात्रा में उत्पादित नहीं होते हैं, लेकिन मूल समस्थानिकों के न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा निर्मित होते हैं (उदाहरण के लिए, टेक्नीशियम-97 रूथेनियम-96 के न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा बनाया जा सकता है)।

कण त्वरक

1971 में चिकित्सा साइक्लोट्रॉन में मोलिब्डेनम-100 लक्ष्य की 22-MeV-प्रोटॉन बमबारी के साथ टेक्नीशियम-99m उत्पादन की व्यवहार्यता, ¹⁰⁰Mo(p,2n)^99mTc प्रतिक्रिया का पालन करते हुए, प्रदर्शित की गई थी। हाल ही में चिकित्सा टेक्नीशियम-99m की कमी ने समस्थानिक रूप से समृद्ध (>99.5%) मोलिब्डेनम-100 लक्ष्यों की प्रोटॉन बमबारी द्वारा इसके उत्पादन में रुचि को फिर से जगाया है। कण त्वरकों में (n,2n) या (γ,n) प्रतिक्रियाओं के माध्यम से मोलिब्डेनम-100 से मोलिब्डेनम-99 प्राप्त करने के लिए अन्य तकनीकों की जांच की जा रही है।

अनुप्रयोग

परमाणु चिकित्सा और जीव विज्ञान

मुख्य लेख: Technetium-99m

टेक्नीशियम-99m ("m" इंगित करता है कि यह एक मेटास्टेबल नाभिकीय समावयवी है) का उपयोग रेडियोधर्मी समस्थानिक चिकित्सा परीक्षणों में किया जाता है। उदाहरण के लिए, टेक्नीशियम-99m एक रेडियोधर्मी ट्रेसर है जिसे चिकित्सा इमेजिंग उपकरण मानव शरीर में ट्रैक करते हैं। यह इस भूमिका के लिए उपयुक्त है क्योंकि यह आसानी से पता लगाने योग्य 140 keV गामा किरणें उत्सर्जित करता है, और इसकी अर्ध-आयु 6.01 घंटे है (जिसका अर्थ है कि 24 घंटे में इसका लगभग 94% टेक्नीशियम-99 में क्षय हो जाता है)। टेक्नीशियम का रसायन विज्ञान इसे विभिन्न प्रकार के जैव रासायनिक यौगिकों से बंधने की अनुमति देता है, जिनमें से प्रत्येक यह निर्धारित करता है कि यह शरीर में कैसे चयापचय और जमा होता है, और इस एकल समस्थानिक का उपयोग कई नैदानिक परीक्षणों के लिए किया जा सकता है। 50 से अधिक सामान्य रेडियोफार्मास्यूटिकल्स मानव मस्तिष्क, हृदय की मांसपेशियों, थायराइड, फेफड़ों, यकृत, पित्ताशय, गुर्दे, कंकाल, रक्त और ट्यूमर की इमेजिंग और कार्यात्मक अध्ययन के लिए टेक्नीशियम-99m पर आधारित हैं।(Schwochau, 2000, p. 414)

61 दिनों की अर्ध-आयु वाला लंबे समय तक रहने वाला समावयवी, टेक्नीशियम-95m, का उपयोग पर्यावरण और पौधों और जानवरों के सिस्टम में टेक्नीशियम की गति का अध्ययन करने के लिए रेडियोधर्मी ट्रेसर के रूप में किया जाता है।(Schwochau, 2000, pp. 12–27)

औद्योगिक और रासायनिक

टेक्नेटियम-99 लगभग पूरी तरह से बीटा क्षय द्वारा क्षयित होता है, जो सुसंगत कम ऊर्जा वाले बीटा कणों का उत्सर्जन करता है और इसके साथ कोई गामा किरणें नहीं निकलती हैं। इसके अलावा, इसकी लंबी अर्ध-आयु का अर्थ है कि यह उत्सर्जन समय के साथ बहुत धीरे-धीरे कम होता है। इसे रेडियोधर्मी कचरे से उच्च रासायनिक और समस्थानिक शुद्धता के साथ निकाला भी जा सकता है। इन कारणों से, यह यू.एस. नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (NIST) का मानक बीटा उत्सर्जक है, और इसका उपयोग उपकरण अंशांकन (कैलिब्रेशन) के लिए किया जाता है।(Schwochau, 2000, p. 87) टेक्नेटियम-99 को ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और नैनोस्केल परमाणु बैटरी के लिए भी प्रस्तावित किया गया है।

रेनियम और पैलेडियम की तरह, टेक्नेटियम एक उत्प्रेरक (catalyst) के रूप में कार्य कर सकता है। आइसोप्रोपिल अल्कोहल के डिहाइड्रोजनेशन जैसी प्रक्रियाओं में, यह रेनियम या पैलेडियम की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी उत्प्रेरक है। हालाँकि, इसकी रेडियोधर्मिता सुरक्षित उत्प्रेरक अनुप्रयोगों में एक बड़ी समस्या है।(Schwochau, 2000, pp. 87–90)

जब स्टील को पानी में डुबोया जाता है, तो पानी में पोटेशियम परटेक्नेट(VII) की एक छोटी सांद्रता (55 ppm) मिलाने से स्टील को जंग से सुरक्षा मिलती है, भले ही तापमान 250 C तक बढ़ा दिया जाए।(Emsley, 2001, p. 425) इस कारण से, परटेक्नेट का उपयोग स्टील के लिए एक एनोडिक जंग अवरोधक के रूप में किया गया है, हालाँकि टेक्नेटियम की रेडियोधर्मिता ऐसी समस्याएं पैदा करती है जो इस अनुप्रयोग को स्व-निहित प्रणालियों तक सीमित करती हैं। जबकि (उदाहरण के लिए) CrO₄₂- भी जंग को रोक सकता है, इसके लिए दस गुना अधिक सांद्रता की आवश्यकता होती है। एक प्रयोग में, कार्बन स्टील के एक नमूने को 20 वर्षों तक परटेक्नेट के जलीय घोल में रखा गया और वह अभी भी जंग-मुक्त था।(Emsley, 2001, p. 425) वह तंत्र जिसके द्वारा परटेक्नेट जंग को रोकता है, अच्छी तरह से समझा नहीं गया है, लेकिन ऐसा लगता है कि इसमें एक पतली सतह परत (पैसिवेशन) का प्रतिवर्ती निर्माण शामिल है। एक सिद्धांत यह है कि परटेक्नेट स्टील की सतह के साथ प्रतिक्रिया करके टेक्नेटियम डाइऑक्साइड की एक परत बनाता है जो आगे जंग को रोकता है; यही प्रभाव बताता है कि पानी से परटेक्नेट को हटाने के लिए लोहे के पाउडर का उपयोग कैसे किया जा सकता है। यदि परटेक्नेट की सांद्रता न्यूनतम सांद्रता से नीचे गिर जाती है या यदि अन्य आयनों की बहुत अधिक सांद्रता मिला दी जाती है, तो यह प्रभाव तेजी से गायब हो जाता है।(Schwochau, 2000, p. 91)

जैसा कि उल्लेख किया गया है, टेक्नेटियम की रेडियोधर्मी प्रकृति (आवश्यक सांद्रता पर 3 MBq/L) इस जंग सुरक्षा को लगभग सभी स्थितियों में अव्यावहारिक बनाती है। फिर भी, क्वथनांक जल रिएक्टर (boiling water reactors) में उपयोग के लिए परटेक्नेट आयनों द्वारा जंग सुरक्षा का प्रस्ताव दिया गया था (लेकिन कभी अपनाया नहीं गया)।(Schwochau, 2000, p. 91)

सावधानियां और जैविक प्रभाव

टेक्नेटियम की कोई प्राकृतिक जैविक भूमिका नहीं है और यह सामान्य रूप से मानव शरीर में नहीं पाया जाता है।(Hammond, 2004) टेक्नेटियम का उत्पादन परमाणु विखंडन द्वारा बड़ी मात्रा में होता है, और यह कई रेडियोन्यूक्लाइड्स की तुलना में अधिक आसानी से फैलता है। इसकी रासायनिक विषाक्तता कम प्रतीत होती है। उदाहरण के लिए, उन चूहों के लिए रक्त फॉर्मूला, शरीर और अंगों के वजन, और भोजन की खपत में कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं पाया जा सका, जिन्होंने कई हफ्तों तक प्रति ग्राम भोजन में 15 μg तक टेक्नेटियम-99 का सेवन किया था। शरीर में, टेक्नेटियम को जल्दी से स्थिर TcO₄- आयन में परिवर्तित कर दिया जाता है, जो अत्यधिक पानी में घुलनशील है और जल्दी से उत्सर्जित हो जाता है। टेक्नेटियम की रेडियोलॉजिकल विषाक्तता (द्रव्यमान की प्रति इकाई) यौगिक, संबंधित समस्थानिक के लिए विकिरण के प्रकार और समस्थानिक की अर्ध-आयु का एक कार्य है।(Schwochau, 2000, pp. 371–381)

टेक्नेटियम के सभी समस्थानिकों को सावधानीपूर्वक संभाला जाना चाहिए। सबसे आम समस्थानिक, टेक्नेटियम-99, एक कमजोर बीटा उत्सर्जक है; ऐसा विकिरण प्रयोगशाला के कांच के बर्तनों की दीवारों द्वारा रोक दिया जाता है। टेक्नेटियम के साथ काम करते समय प्राथमिक खतरा धूल का सांस के साथ अंदर जाना है; फेफड़ों में ऐसा रेडियोधर्मी संदूषण कैंसर का एक महत्वपूर्ण जोखिम पैदा कर सकता है। अधिकांश कार्यों के लिए, फ्यूम हुड में सावधानीपूर्वक संभालना पर्याप्त है, और ग्लव बॉक्स की आवश्यकता नहीं होती है।(Schwochau, 2000, p. 40)

नोबल धातुओं के करीब होने के कारण, टेक्नेटियम जंग के प्रति बहुत अधिक संवेदनशील नहीं है, और बायोफाउलिंग के दौरान, बायोटा पर इसके रेडियोटॉक्सिक प्रभाव के कारण इसकी स्वयं को साफ करने की क्षमता दर्ज की गई है।

संदर्भ

S. Garg and B. Maheshwari, et al., Atomic Data and Nuclear Data Tables 150, 101546 (2023) https://doi.org/10.1016/j.adt.2022.101546

ग्रंथसूची

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और पढ़ें

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• (1999). "Advanced Inorganic Chemistry". John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-19957-1.
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• Technetium. EnvironmentalChemistry.com.
• Nuclide chart. Brookhaven National Laboratory.

बाहरी कड़ियाँ

technetium

• Technetium. University of Nottingham.

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स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Technetium" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Technetium यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।