टेक्नेशियम (Tc)

परिचय

टेक्नेशियम (Tc) हे 43 अणुक्रमांक असलेले रासायनिक मूलद्रव्य आहे. आवर्त सारणीतील सर्वात हलके मूलद्रव्य म्हणून ते अद्वितीय आहे, ज्यामध्ये कोणतेही स्थिर समस्थानिक नाहीत, त्यामुळे त्याचे सर्व समस्थानिक किरणोत्सारी आहेत. टेक्नेशियमला ​​मुख्यतः त्याच्या अणुभारामुळे एक जड मूलद्रव्य म्हणून वर्गीकृत केले जाते आणि ते दुर्मिळ मानले जाते कारण ते निसर्गात केवळ अत्यल्प प्रमाणात (युरेनियमच्या स्वयंभू विखंडनाचे उत्पादन किंवा मॉलिब्डेनमद्वारे न्यूट्रॉन कॅप्चर) आढळते आणि ते प्रामुख्याने कृत्रिमरित्या तयार केले जाते. त्याची दुर्मिळता आणि अंगभूत किरणोत्सारिता यामुळे त्याचा सामान्य उपयोग मर्यादित आहे.

आवर्त सारणीतील स्थान

• अणुक्रमांक (Z): 43
• गट: 7 (संक्रमण धातू, याला अनेकदा मॅंगनीज गट म्हणून संबोधले जाते)
• आवर्त: 5
• खंड: d-खंड
• इलेक्ट्रॉनिक संरूपण: [Kr] 4d⁵ 5s²
  • पूर्ण संरूपण: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁵ 5s²

किरणोत्सारिता आणि स्थिरता

टेक्नेशियम हे पूर्णपणे किरणोत्सारी मूलद्रव्य आहे; त्याला कोणतेही स्थिर समस्थानिक नाहीत.

• सर्वात स्थिर समस्थानिक:
  • $^\{98\}\text\{Tc\}$: 4.2 × 10⁶ वर्षांचे अर्धायुष्य. $\beta⁻$ (बीटा-मायनस) उत्सर्जनाद्वारे $^\{98\}\text\{Ru\}$ मध्ये क्षय होतो.
  • $^\{99\}\text\{Tc\}$: 2.11 × 10⁵ वर्षांचे अर्धायुष्य. $\beta⁻$ (बीटा-मायनस) उत्सर्जनाद्वारे $^\{99\}\text\{Ru\}$ मध्ये क्षय होतो. अणुविखंडनातून तयार होणारे हे सर्वात सामान्य समस्थानिक आहे.
• महत्त्वाचे मेटास्टेबल समस्थानिक:
  • $^\{99\text\{m\}\}\text\{Tc\}$ (टेक्नेशियम-99m): 6.01 तासांचे अर्धायुष्य. समस्थानिक संक्रमणाने (गॅमा उत्सर्जन) मूलभूत अवस्थेतील $^\{99\}\text\{Tc\}$ मध्ये क्षय होतो. या समस्थानिकाचे कमी अर्धायुष्य आणि शुद्ध गॅमा उत्सर्जन (कण रेडिएशन नाही) यामुळे ते आण्विक औषधांमध्ये (nuclear medicine) महत्त्वाचे आहे, ज्यामुळे रुग्णाला होणारे डोस कमी होते.
• क्षयाचा प्रकार: प्रामुख्याने त्याच्या जास्त आयुष्यमान असलेल्या समस्थानिकांसाठी $\beta⁻$ (बीटा-मायनस) उत्सर्जन, आणि मेटास्टेबल $^\{99\text\{m\}\}\text\{Tc\}$ साठी गॅमा उत्सर्जन (समस्थानिक संक्रमण). Tc साठी निसर्गात आढळणारे कोणतेही अल्फा क्षय समस्थानिक महत्त्वाचे नाहीत.

वैज्ञानिक महत्त्व

टेक्नेशियमचे महत्त्व जवळजवळ पूर्णपणे त्याच्या कृत्रिम उत्पादनामुळे आणि किरणोत्सारी गुणधर्मांमुळे आहे.

• कृत्रिम उत्पादन: टेक्नेशियम हे 1937 मध्ये एमिलियो सेग्रे आणि कार्लो पेरिएर यांनी सायक्लोट्रॉनमध्ये मॉलिब्डेनमवर ड्युटेरियम न्यूक्लींचा मारा करून शोधलेले पहिले कृत्रिमरित्या तयार केलेले मूलद्रव्य होते. आता ते मोठ्या प्रमाणात अणुभट्ट्यांमध्ये युरेनियम-235 च्या विखंडन उत्पादनामध्ये तयार केले जाते.
• संशोधन उपयोग आणि अनुप्रयोग:
  • आण्विक औषधशास्त्र: $^\{99\text\{m\}\}\text\{Tc\}$ हे निदान आण्विक औषधशास्त्रात (diagnostic nuclear medicine) सर्वाधिक वापरले जाणारे समस्थानिक आहे. त्याचे गुणधर्म (कमी अर्धायुष्य, कमी ऊर्जा असलेल्या गॅमा किरणांचे (140 keV) उत्सर्जन जे गॅमा कॅमेराद्वारे शोधले जाऊ शकते, आणि विविध जैविक दृष्ट्या सक्रिय संयुगे तयार करण्याची क्षमता) यामुळे ते मऊ ऊती, हाडे, हृदय, मेंदू आणि इतर अवयवांच्या इमेजिंगसाठी आदर्श आहे.
  • गंज प्रतिबंधक: परटेक्नेटेट आयन ($\text\{TcO\}_4^-$) हे स्टीलसाठी एक शक्तिशाली गंज प्रतिबंधक आहे. तथापि, त्याच्या किरणोत्सारी स्वरूपामुळे या भूमिकेतील त्याचा व्यावहारिक वापर बंद प्रणाली किंवा विशेष संशोधनापुरता मर्यादित आहे.
  • रेडिओट्रेसर्स: त्याच्या शोधण्यायोग्य किरणोत्सारितेमुळे विविध रासायनिक आणि जैविक संशोधनात ट्रेसर म्हणून वापरले जाते.
• सामान्य उपयोगाचा अभाव: त्याच्या अंगभूत किरणोत्सारिता, उच्च उत्पादन खर्च आणि बहुतेक समस्थानिकांच्या कमी अर्धायुष्यामुळे, विशेष वैद्यकीय आणि संशोधन क्षेत्राव्यतिरिक्त टेक्नेशियमचे जवळजवळ कोणतेही मोठ्या प्रमाणावर व्यावसायिक उपयोग नाहीत.