테크네튬 동위 원소

테크네튬은 안정 동위 원소가 존재하지 않는다. 자연계에 존재하는 테크네튬은 ⁹⁹Tc이 가장 많이 존재하며 자발 핵분열의 생성물로써 매우 미량 존재한다.

^99mTc은 의료에 이용된다.

인공적으로 합성한 테크네튬의 동위 원소로는 ⁸⁵Tc에서 ¹¹⁸Tc까지이며, 이들 중 ⁹⁷Tc의 반감기는 260만년, ⁹⁸Tc의 반감기가 423만년으로 매우 길다. ⁹⁷Tc, ⁹⁸Tc, ⁹⁹Tc은 태양계 초창기에는 많이 존재했었지만, 반감기가 짧아 자연계에서는 이미 오래전에 사라진 절멸 핵종이다.

핵자수 97 이하는 몰리브데넘의 동위 원소로, 98 이상은 루테늄의 동위 원소로 붕괴한다.

테크네튬-97

태양계 초창기에는 존재했었지만 절멸 핵종으로 현재는 존재하지 않는다. 반감기는 260만년이다.

테크네튬-98

태양계 초창기에는 존재했었지만 절멸 핵종으로 현재는 존재하지 않는다. 반감기가 423만년으로 테크네튬 동위체들 중 가장 안정하다.

테크네튬-99m

원자로의 핵폐기물에서 생성되었다가 사라지는 동위체로 반감기는 6시간이다. 따라서 주로 이 동위체는 의학과 실험용으로 많이 이용하는데 실험용 원자로를 따로 만들어 여기서 추출한다. 우라늄-235의 핵분열 생성물들 중 높은 비율로 생성되기 때문에 실험용 소형 원자로에서 우라늄-235를 일정량 태운 후 즉시 재처리한다.

반감기가 비교적 긴 몰리브데넘-99 상태로 많이 얻어지는데 이 동위체의 반감기는 2.7489일이다. 이 동위체는 100% 테크네튬-99m으로 붕괴되므로 몰리브데넘-99를 포장하여 이것을 즉시 의학, 실험용 등으로 많이 이용하고 있다. 142.6 KeV의 감마선을 내뿜으며 반감기가 짧아 충분히 많은 양의 감마선을 내뿜으므로 의학에 매우 중요한 용도로 사용하고 있다.

테크네튬-99

반감기가 21만 1100년으로 절멸 핵종이지만 우라늄의 자발 핵분열로 인해 자연계에 미량 존재한다. 원자로의 핵분열 생성물들 중 많은 비율로 생성되므로 매년 500톤 이상 생성된다. 백금처럼 아름다운 빛깔을 띄며 레늄과 성질이 비슷한 보석계통의 원소이지만 방사성 동위 원소이므로 위험해서 실생활에는 쓰이지 않는다.

다른 백금족 원소들이 그렇듯이 부식억제제로 선박과 금속 코팅, 박막 등으로 쓰일 수 있으며 특히 부식억제제의 효과면에서는 다른 어떤 금속에 비해 뛰어난 효과를 보여주지만 실제로는 위험해서 실험용으로 제한된 용도로만 쓰인다. 약한 베타선과 긴 반감기로 얇은 차폐막으로 충분히 차폐가 되므로 핵폐기물로 보관하기에는 위험성이 적다.

표

핵자 수	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식[1][n 1]	붕괴 생성 동위 원소(s)[n 2]	핵 스핀
	들뜬 에너지
85Tc	43	42	84.94883(43)#	<110 ns	β+	85Mo	1/2-#
					p	84Mo
					β+, p	84Nb
86Tc	43	43	85.94288(32)#	55(6) ms	β+	86Mo	(0+)
86mTc	1500(150) keV			1.11(21) µs			(5+,5-)
87Tc	43	44	86.93653(32)#	2.18(16) s	β+	87Mo	1/2-#
87mTc	20(60)# keV			2# s			9/2+#
88Tc	43	45	87.93268(22)#	5.8(2) s	β+	88Mo	(2,3)
88mTc	0(300)# keV			6.4(8) s	β+	88Mo	(6,7,8)
89Tc	43	46	88.92717(22)#	12.8(9) s	β+	89Mo	(9/2+)
89mTc	62.6(5) keV			12.9(8) s	β+	89Mo	(1/2-)
90Tc	43	47	89.92356(26)	8.7(2) s	β+	90Mo	1+
90mTc	310(390) keV			49.2(4) s	β+	90Mo	(8+)
91Tc	43	48	90.91843(22)	3.14(2) min	β+	91Mo	(9/2)+
91mTc	139.3(3) keV			3.3(1) min	β+ (99%)	91Mo	(1/2)-
					IT (1%)	91Tc
92Tc	43	49	91.915260(28)	4.25(15) min	β+	92Mo	(8)+
92mTc	270.15(11) keV			1.03(7) µs			(4+)
93Tc	43	50	92.910249(4)	2.75(5) h	β+	93Mo	9/2+
93m1Tc	391.84(8) keV			43.5(10) min	IT (76.6%)	93Tc	1/2-
					β+ (23.7%)	93Mo
93m2Tc	2185.16(15) keV			10.2(3) µs			(17/2)-
94Tc	43	51	93.909657(5)	293(1) min	β+	94Mo	7+
94mTc	75.5(19) keV			52.0(10) min	β+ (99.9%)	94Mo	(2)+
					IT (0.1%)	94Tc
95Tc	43	52	94.907657(6)	20.0(1) h	β+	95Mo	9/2+
95mTc	38.89(5) keV			61(2) d	β+ (96.12%)	95Mo	1/2-
					IT (3.88%)	95Tc
96Tc	43	53	95.907871(6)	4.28(7) d	β+	96Mo	7+
96mTc	34.28(7) keV			51.5(10) min	IT (98%)	96Tc	4+
					β+ (2%)	96Mo
97Tc	43	54	96.906365(5)	2.6×106 a	ε	97Mo	9/2+
97mTc	96.56(6) keV			91.4(8) d	IT (99.66%)	97Tc	1/2-
					ε (0.34%)	97Mo
98Tc	43	55	97.907216(4)	4.2(3)×106 a	β-	98Ru	(6)+
98mTc	90.76(16) keV			14.7(3) µs			(2)-
99Tc[n 3]	43	56	98.9062547(21)	2.111(12)×105 a	β-	99Ru	9/2+
99mTc[n 4]	142.6832(11) keV			6.0058(12) h	IT (99.99%)	99Tc	1/2-
					β- (0.0037%)	99Ru
100Tc	43	57	99.9076578(24)	15.8(1) s	β- (99.99%)	100Ru	1+
					ε (0.0018%)	100Mo
100m1Tc	200.67(4) keV			8.32(14) µs			(4)+
100m2Tc	243.96(4) keV			3.2(2) µs			(6)+
101Tc	43	58	100.907315(26)	14.22(1) min	β-	101Ru	9/2+
101mTc	207.53(4) keV			636(8) µs			1/2-
102Tc	43	59	101.909215(10)	5.28(15) s	β-	102Ru	1+
102mTc	20(10) keV			4.35(7) min	β- (98%)	102Ru	(4,5)
					IT (2%)	102Tc
103Tc	43	60	102.909181(11)	54.2(8) s	β-	103Ru	5/2+
104Tc	43	61	103.91145(5)	18.3(3) min	β-	104Ru	(3+)#
104m1Tc	69.7(2) keV			3.5(3) µs			2(+)
104m2Tc	106.1(3) keV			0.40(2) µs			(+)
105Tc	43	62	104.91166(6)	7.6(1) min	β-	105Ru	(3/2-)
106Tc	43	63	105.914358(14)	35.6(6) s	β-	106Ru	(1,2)
107Tc	43	64	106.91508(16)	21.2(2) s	β-	107Ru	(3/2-)
107mTc	65.7(10) keV			184(3) ns			(5/2-)
108Tc	43	65	107.91846(14)	5.17(7) s	β-	108Ru	(2)+
109Tc	43	66	108.91998(10)	860(40) ms	β- (99.92%)	109Ru	3/2-#
					β-, n (0.08%)	108Ru
110Tc	43	67	109.92382(8)	0.92(3) s	β- (99.96%)	110Ru	(2+)
					β-, n (0.04%)	109Ru
111Tc	43	68	110.92569(12)	290(20) ms	β- (99.15%)	111Ru	3/2-#
					β-, n (0.85%)	110Ru
112Tc	43	69	111.92915(13)	290(20) ms	β- (97.4%)	112Ru	2+#
					β-, n (2.6%)	111Ru
113Tc	43	70	112.93159(32)#	170(20) ms	β-	113Ru	3/2-#
114Tc	43	71	113.93588(64)#	150(30) ms	β-	114Ru	2+#
115Tc	43	72	114.93869(75)#	100# ms [>300 ns]	β-	115Ru	3/2-#
116Tc	43	73	115.94337(75)#	90# ms [>300 ns]			2+#
117Tc	43	74	116.94648(75)#	40# ms [>300 ns]			3/2-#
118Tc	43	75	117.95148(97)#	30# ms [>300 ns]			2+#

1. 약어:
   IT: 이성질핵 전이
2. 안정 동위 원소는 굵은 글씨로, 안정에 가까운 동위 원소는 굵은 흘림체로 표기 (우주의 나이보다 반감기가 긴 경우)
3. 반감기가 긴 붕괴 생성물
4. 의학에 이용

각주

1. http://www.nucleonica.net/unc.aspx