テクネチウム99

テクネチウム99、 ⁹⁹TC
一般的な
シンボル	99 TC
名前	テクネチウム-99、99Tc、Tc-99
陽子 ( Z )	43
中性子 ( N )	56
核種データ
自然の豊かさ	トレース
半減期（t 1/2）	211 100 ± 1200年
スピン	9/2+
余剰エネルギー	−87 327 .9 ± 0.9 キロボルト
結合エネルギー	8 613 .610 ± 0.009 keV
崩壊生成物	99ル
減衰モード
減衰モード	崩壊エネルギー( MeV )
ベータ崩壊	0.2975
	テクネチウムの同位体 ; 核種の完全な表

テクネチウム 99 ( ⁹⁹ Tc ) はテクネチウムの同位体で、半減期211,000 年で安定したルテニウム 99に崩壊し、ベータ粒子を放出しますが、ガンマ線は放出しません。これはウランの核分裂で最も重要な長寿命核分裂生成物であり、核廃棄物の長寿命放射線放出全体のうち最大の割合を生成します。テクネチウム 99 は、ウラン 235の熱中性子核分裂で 6.0507% の核分裂生成物収率を持ちます。

準安定テクネチウム 99m ( ^99m Tc) は、モリブデン 99 から生成される短寿命 (半減期約 6 時間) の核異性体で、核医学で使用されます。テクネチウム 99 は異性体遷移によって崩壊しますが、これはテクネチウム 99 の非常に長い半減期と崩壊タイプにより、身体にさらなる放射線負荷がほとんどかからないため、望ましい特性です。

放射線

弱いベータ線の放出は、実験室のガラス器具の壁によって阻止されます。ベータ粒子が阻止されると軟X線が放出されますが、身体が30cm以上離れている限り、問題はありません。テクネチウムを扱う際の主な危険は、粉塵の吸入です。肺の放射能汚染は、重大ながんリスクをもたらす可能性があります。 ^{[引用が必要]}

核廃棄物における役割

テクネチウム99は、核分裂収率が高く、半減期が比較的長く、環境中での移動性が高いため、核廃棄物の重要な成分の1つです。使用済み燃料の量あたりのベクレルで測定すると、核廃棄物の生成後約10 ⁴～ 10 ^{6年の間に放射線を最も多く発生させます。}^[2]次に短寿命の核分裂生成物は、半減期が90年のサマリウム151ですが、中性子捕獲によって生成されるアクチニドの多くは、その中間の半減期を持っています。

リリース

1994年までに大気圏内核実験により推定160TBq （約250kg）のテクネチウム99が環境に放出された。^{[2] 1986年までに民生用原子力発電所から環境に放出されたテクネチウム99の量は、主に旧式の}核燃料再処理方法によって約1000TBq（約1600kg）と推定され、そのほとんどは海に放出された。近年、再処理方法は排出量を削減するために改善されたが、2005年現在、^{[アップデート]}テクネチウム99の環境への主な放出はセラフィールド原子力発電所によるもので、1995年から1999年にかけてアイリッシュ海に推定550TBq（約900kg）が放出された。2000年以降、その量は規制により年間90TBq（約140kg）に制限されている。^[3]

環境において

テクネチウム 99 は半減期が長く、陰イオン種を形成する能力があるため、高レベル放射性廃棄物の長期処分を考える場合、テクネチウム 129 とともに大きな懸念事項と^なっている。^[^要出典^]再処理工場の中レベル処理ストリームから核分裂生成物を除去するために設計されたプロセスの多くは、セシウム（例：¹³⁷ Cs、¹³⁴ Cs）やストロンチウム（例：⁹⁰ Sr ）などの陽イオン種を除去するように設計されている。したがって、過テクネチウム酸はこれらの処理プロセスから漏れ出る。現在の処分オプションでは、地質学的に安定した岩石に埋めることが好まれている。このような方法の主な危険性は、廃棄物が水と接触する可能性があり、放射能汚染が環境に浸出する可能性があることである。土壌の自然な陽イオン交換容量により、プルトニウム、ウラン、セシウムの陽イオンは固定化される傾向がある。しかし、通常、陰イオン交換容量ははるかに小さいため、鉱物が過テクネチウム酸イオンやヨウ化物イオンを吸着する可能性は低く、土壌中で移動したままになります。このため、テクネチウムの環境化学は活発な研究分野となっています。

テクネチウム99の分離

^{テクネチウム99の分離には、結晶化、 [4]}^[5]液液抽出、^[6]^[7]^[8]分子認識法、^[9]揮発など、いくつかの方法が提案されている。

2012年、ノートルダム大学の研究者らが結晶化合物ノートルダムホウ酸トリウム-1（NDTB-1）を発表しました。これは、核廃棄物から放射性イオンを安全に吸収するように調整できます。捕捉された放射性イオンは、同様のサイズのより高電荷の種と交換され、材料を再利用することができます。NDTB-1結晶を使用した実験結果では、テクネチウム-99の約96％が除去されました。^[10]^[11]

テクネチウムから安定したルテニウム100への変換

代替の処分方法である核変換がCERNでテクネチウム99に対して実証されている。この核変換プロセスでは、テクネチウム（⁹⁹
Tcを金属ターゲットとして中性子と反応させ、短寿命の¹⁰⁰
Tc（半減期16秒）はベータ崩壊により安定なルテニウム（¹⁰⁰
ルテニウムの市場価値が比較的高いこと^[12]とテクネチウムの特に望ましくない特性を考慮すると、このタイプの核変換は特に有望であると思われる。

参照

参考文献

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