テクネチウムの同位体

テクネチウム（Tc）は、原子番号82番までのうち、プロメチウムとともに安定同位体を持たない元素である[1]。ゆえに、総ての同位体が放射性同位体であるため、標準原子量を定めることができない。最も安定な放射性同位体は98Tcで半減期は420万年、97Tcの半減期は260万年、99Tcの半減期は21万1100年である[2]。

その他、原子量87.933（88Tc）から112.931（113Tc）の範囲に22種類の放射性同位体が見つかっていて、93Tc（半減期2.75時間）、94Tc（半減期4.883時間）、95Tc（半減期20時間）、96Tc（半減期4.28日）を除き、そのほとんどが半減期1時間以下である[2]。

また、多くの核異性体も存在する。97mTcは最も安定で、半減期は90.1日（0.097MeV）である。これに続くのが95mTc（半減期61日、0.038MeV）、99mTc（半減期6.01時間、0.143MeV）である。99mTcは唯一β線を出さず、核異性体転移によって99Tcになる[2]。その際放出するγ線は体外から測定しやすく、半減期も適当に短いので、画像診断に用いられる。

99mTcは99Moの娘核種で、99MoをMoO42-の形でアルミナカラムに吸着させて1日放置することで99mTcと過渡平衡を成立する。生理的食塩水で溶出すると99mTcO4-が得られることから、このアルミナカラムを99mTcジェネレータと言い、この作業をミルキング(milking)という。

最も安定な98Tcよりも軽い同位体は電子捕獲により崩壊し、モリブデンを生成する。98Tcよりも重い同位体はベータ崩壊し、ルテニウムになる。100Tcは電子捕獲もベータ崩壊も起こす[2][3]。

99Tcはウラン235の分裂から生成し、最も手に入りやすい同位体の一つである。 半減期が長いことから、核変換を行う対象として取り上げられることがある[4]。 1グラムの99Tcは1秒間に6.2×108個の崩壊（0.62GBq/g）を起こす[5]。

2017年、理化学研究所はRIビームファクトリーを用いて新たに121Tc、122Tcの合成に成功したと発表した[6]。

一覧

同位体核種 Z(p) N(n) 同位体質量 (u) 半減期 核スピン数 天然存在比 天然存在比
(範囲)
励起エネルギー
85Tc 43 42 84.94883(43)# <110 ns 1/2-#
86Tc 43 43 85.94288(32)# 55(6) ms (0+)
86mTc 1500(150) keV 1.11(21) µs (5+,5-)
87Tc 43 44 86.93653(32)# 2.18(16) s 1/2-#
87mTc 20(60)# keV 2# s 9/2+#
88Tc 43 45 87.93268(22)# 5.8(2) s (2,3)
88mTc 0(300)# keV 6.4(8) s (6,7,8)
89Tc 43 46 88.92717(22)# 12.8(9) s (9/2+)
89mTc 62.6(5) keV 12.9(8) s (1/2-)
90Tc 43 47 89.92356(26) 8.7(2) s 1+
90mTc 310(390) keV 49.2(4) s (8+)
91Tc 43 48 90.91843(22) 3.14(2) min (9/2)+
91mTc 139.3(3) keV 3.3(1) min (1/2)-
92Tc 43 49 91.915260(28) 4.25(15) min (8)+
92mTc 270.15(11) keV 1.03(7) µs (4+)
93Tc 43 50 92.910249(4) 2.75(5) h 9/2+
93m1Tc 391.84(8) keV 43.5(10) min 1/2-
93m2Tc 2185.16(15) keV 10.2(3) µs (17/2)-
94Tc 43 51 93.909657(5) 293(1) min 7+
94mTc 75.5(19) keV 52.0(10) min (2)+
95Tc 43 52 94.907657(6) 20.0(1) h 9/2+
95mTc 38.89(5) keV 61(2) d 1/2-
96Tc 43 53 95.907871(6) 4.28(7) d 7+
96mTc 34.28(7) keV 51.5(10) min 4+
97Tc 43 54 96.906365(5) 2.6E+6 a 9/2+
97mTc 96.56(6) keV 91.4(8) d 1/2-
98Tc 43 55 97.907216(4) 4.2(3)E+6 a (6)+
98mTc 90.76(16) keV 14.7(3) µs (2)-
99Tc 43 56 98.9062547(21) 2.111(12)E+5 a 9/2+
99mTc 142.6832(11) keV 6.0058(12) h 1/2-
100Tc 43 57 99.9076578(24) 15.8(1) s 1+
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 9/2+
101mTc 207.53(4) keV 636(8) µs 1/2-
102Tc 43 59 101.909215(10) 5.28(15) s 1+
102mTc 20(10) keV 4.35(7) min (4,5)
103Tc 43 60 102.909181(11) 54.2(8) s 5/2+
104Tc 43 61 103.91145(5) 18.3(3) min (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 (3/2-)
106Tc 43 63 105.914358(14) 35.6(6) s (1,2)
107Tc 43 64 106.91508(16) 21.2(2) s (3/2-)
107mTc 65.7(10) keV 184(3) ns (5/2-)
108Tc 43 65 107.91846(14) 5.17(7) s (2)+
109Tc 43 66 108.91998(10) 860(40) ms 3/2-#
110Tc 43 67 109.92382(8) 0.92(3) s (2+)
111Tc 43 68 110.92569(12) 290(20) ms 3/2-#
112Tc 43 69 111.92915(13) 290(20) ms 2+#
113Tc 43 70 112.93159(32)# 170(20) ms 3/2-#
114Tc 43 71 113.93588(64)# 150(30) ms 2+#
115Tc 43 72 114.93869(75)# 100# ms [>300 ns] 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+#

出典

  1. ^ LANL Periodic Table, "Technetium" paragraph 2
  2. ^ a b c d EnvironmentalChemistry.com, "Technetium", Nuclides / Isotopes
  3. ^ CRC Handbook, 85th edition, table of the isotopes
  4. ^ “長寿命核分裂生成物の半減時間を9年以下に短縮”. 東京工業大学 (2020年1月14日). 2023年5月25日閲覧。
  5. ^ The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 693, "Toxicology", paragraph 2
  6. ^ 73種の新同位元素を発見－未踏の原子核世界の開拓が加速－、理化学研究所、2017年12月22日、2019年1月22日閲覧

参考文献

  • Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
  • Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).
  • Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
    • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
    • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
    • David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
  • 表
  • 話
  • 編
  • 歴
1H   2He
安定
1億年〜
1万年〜
10年〜
100日〜
1日〜
1分〜
1分未満
魔法数
3Li 4Be   5B 6C 7N 8O 9F 10Ne
11Na 12Mg   13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar
19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr
37Rb 38Sr 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe
55Cs 56Ba *1 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn
87Fr 88Ra *2 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Ds 111Rg 112Cn 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv 117Ts 118Og
  *1 57La 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu
  *2 89Ac 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr
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