Технеций в природе

Простое вещество технеций – радиоактивный переходный металл серебристо-серого цвета. Это самый лёгкий элемент, не имеющий стабильных изотопов и первый из синтезированных химических элементов. В начальных вариантах периодической таблицы существовал разрыв между молибденом и рутением, поэтому Д.И. Менделеев предсказал, что этот недостающий элемент займет пустующее место (№ 43 в современной таблице) под марганцем и будет иметь аналогичные химические свойства, поэтому он и назвал его «экамарганец».

Периодическая таблица химических элементов, 1902 г.
Фото: взято из en.wikipedia.org

Элемент № 43 очень долго не могли обнаружить. Причина выяснилась с развитием ядерной физики, после открытия закономерности, замеченной в 1920-х годах советским химиком Сергеем Александровичем Щукаревым и немецким физиком Йозефом Маттаухом. Эта закономерность вошла в историю науки как «правило Маттауха-Щукарева» согласно которому, у стабильных изотопов с нечетными номерами не может быть стабильных же изобаров (атомов других элементов с одинаковой массой). Другими словами, в природе не могут существовать два стабильных изотопа с одинаковыми массовыми числами и ядерными зарядами, отличающимися на единицу. Элемент № 43 расположен между молибденом (№ 42) и рутением (№ 44), а все массовые числа от 96 до 102 заняты их стабильными изотопами. Таким образом, технеций не может иметь стабильных изотопов - они все радиоактивны. Самый долгоживущий изотоп технеция - ⁹⁷Tc имеет период полураспада 2,6 миллиона лет, что значительно сокращало возможность обнаружить его в земной коре. Поэтому первый технеций был синтезирован из молибденовой мишени, облучённой на ускорителе-циклотроне ядрами дейтерия в Национальной лаборатории им. Лоуренса в США в 1937 году физиками Карло Перрье и Эмилио Сегре. 

Название «технеций» (лат. Technetium, символ Тс) новому элементу было предложено первооткрывателями только в 1947 году. И лишь позднее, с развитием атомной энергетики было доказано, что в земной коре технеций присутствует в урановых и ториевых рудах в ничтожно малых количествах, являясь вторичным продуктом ядерных реакций, и крайне редко встречается в следовых количествах в молибденовых рудах, как продукт активации молибдена космическими лучами. Наиболее распространённым природным изотопом является ⁹⁹Tc. Весь остальной технеций на Земле произведён синтетически как продукт деления урана-235 и других делящихся ядер в ядерных реакторах всех типов - энергетических, военных, исследовательских. Суммарное его накопление во всех действующих на Земле реакторах за год составляет около 10 тонн.

Образец технеция 6 мм, в герметичной стеклянной ампуле, заполненной газообразным аргоном. Фото: взято из en.wikipedia.org

Технеций используется в ядерной медицине для исследований мозга, сердца, щитовидной железы, лёгких, печени, жёлчного пузыря, почек, костей скелета, крови, а также для диагностики опухолей в компьютерной томографии.

В1952 году американский астрофизик Пол Меррилл впервые открыл набор линий поглощения, соответствующих технецию в спектрах некоторых звёзд. Ныне подобные звёзды называют технециевыми.  Наличие технеция в спектрах звёзд изменило взгляды многих исследователей на теории дозвездного образования элементов и показало, что звезды могут являться своеобразными «фабриками» по производству химических элементов, где тяжёлые элементы образуются путём ядерного синтеза.