Technétium-99 - Technetium-99
| Général | |
|---|---|
| symbole | 99 Tc |
| Noms | technétium-99, Tc-99 |
| Les protons | 43 |
| Neutrons | 56 |
| Données sur les nucléides | |
| Abondance naturelle | trace |
| Demi-vie | 211100 ± 1200 ans |
| Produits de désintégration | 99 Ru |
| Tournoyer | 9/2 + |
| Excès d'énergie | −87327,9 ± 0,9 keV |
| Énergie de liaison | 8613,610 ± 0,009 keV |
| Modes de désintégration | |
| Mode de décroissance | Énergie de désintégration ( MeV ) |
| Désintégration bêta | 0,2975 |
|
Isotopes du technétium Tableau complet des nucléides | |
Le technétium-99 ( 99 Tc ) est un isotope du technétium qui se désintègre avec une demi-vie de 211 000 ans en ruthénium-99 stable , émettant des particules bêta , mais pas de rayons gamma. Il s'agit du produit de fission à vie longue le plus important de la fission de l'uranium, produisant la plus grande partie des émissions totales de rayonnement à vie longue des déchets nucléaires . Le technétium-99 a un rendement en produit de fission de 6,0507% pour la fission neutronique thermique de l' uranium 235 .
Le métastable Le technétium-99m ( 99m Tc) est un isomère nucléaire de courte durée (demi-vie d'environ 6 heures) utilisé en médecine nucléaire , produit à partir du molybdène-99. Il se désintègre par transition isomérique en technétium-99, une caractéristique souhaitable, car la très longue demi-vie et le type de désintégration du technétium-99 imposent peu de charge de rayonnement supplémentaire sur le corps.
Radiation
La faible émission bêta est stoppée par les parois de la verrerie de laboratoire. Des rayons X mous sont émis lorsque les particules bêta sont arrêtées, mais tant que le corps est éloigné de plus de 30 cm, cela ne devrait poser aucun problème. Le principal danger lors du travail avec du technétium est l'inhalation de poussière; une telle contamination radioactive dans les poumons peut poser un risque important de cancer.
Rôle dans les déchets nucléaires
| Thermique | Vite | 14 MeV | |
|---|---|---|---|
| 232 ème | pas fissile | 2,919 ± 0,076 | 1,953 ± 0,098 |
| 233 U | 5,03 ± 0,14 | 4,85 ± 0,17 | 3,87 ± 0,22 |
| 235 U | 6,132 ± 0,092 | 5,80 ± 0,13 | 5,02 ± 0,13 |
| 238 U | pas fissile | 6,181 ± 0,099 | 5,737 ± 0,040 |
| 239 Pu | 6,185 ± 0,056 | 5,82 ± 0,13 | ? |
| 241 Pu | 5,61 ± 0,25 | 4,1 ± 2,3 | ? |
En raison de son rendement de fission élevé, de sa demi-vie relativement longue et de sa mobilité dans l'environnement, le technétium-99 est l'un des composants les plus importants des déchets nucléaires. Mesuré en becquerels par quantité de combustible usé, il est le principal producteur de rayonnement dans la période d'environ 10 4 à 10 6 ans après la création des déchets nucléaires. Le prochain produit de fission à durée de vie la plus courte est le samarium-151 avec une demi-vie de 90 ans, bien qu'un certain nombre d' actinides produits par capture de neutrons aient des demi-vies dans l'intervalle intermédiaire.
Communiqués
| Nucléide | t 1 ⁄ 2 | Rendement |
Énergie de désintégration |
Mode de décroissance |
|---|---|---|---|---|
| ( Ma ) | (%) | ( keV ) | ||
| 99 Tc | 0,211 | 6.1385 | 294 | β |
| 126 Sn | 0,230 | 0,1084 | 4050 | β γ |
| 79 Se | 0,327 | 0,0447 | 151 | β |
| 93 Zr | 1,53 | 5,4575 | 91 | βγ |
| 135 Cs | 2,3 | 6,9110 | 269 | β |
| 107 Pd | 6,5 | 1,2499 | 33 | β |
| 129 Je | 15,7 | 0,8410 | 194 | βγ |
On estime que 160 T Bq (environ 250 kg) de technétium 99 ont été rejetés dans l'environnement jusqu'en 1994 par des essais nucléaires atmosphériques. La quantité de technétium-99 des réacteurs nucléaires rejetée dans l'environnement jusqu'en 1986 est estimée à environ 1 000 TBq (environ 1 600 kg), principalement par retraitement du combustible nucléaire ; la majeure partie de ces déchets a été rejetée dans la mer. Ces dernières années, les méthodes de retraitement se sont améliorées pour réduire les émissions, mais à partir de 2005, le principal rejet de technétium-99 dans l'environnement provient de l' usine de Sellafield , qui a rejeté environ 550 TBq (environ 900 kg) de 1995 à 1999 dans les Irlandais. Mer . À partir de 2000, la quantité a été limitée par règlement à 90 TBq (environ 140 kg) par an.
Dans l'environnement
La longue demi-vie du technétium-99 et sa capacité à former une espèce anionique en font (avec le 129 I ) une préoccupation majeure lorsqu'on envisage le stockage à long terme de déchets hautement radioactifs. Bon nombre des procédés conçus pour éliminer les produits de fission des flux de procédés à activité moyenne dans les usines de retraitement sont conçus pour éliminer les espèces cationiques comme le césium (par exemple, 137 Cs , 134 Cs ) et le strontium (par exemple, 90 Sr ). Par conséquent, le pertechnétate s'échappe à travers ces processus de traitement. Les options actuelles d'élimination favorisent l'enfouissement dans des roches géologiquement stables. Le principal danger avec un tel parcours est que les déchets sont susceptibles d'entrer en contact avec de l'eau, ce qui pourrait lessiver une contamination radioactive dans l'environnement. La capacité naturelle d' échange de cations des sols a tendance à immobiliser les cations de plutonium , d' uranium et de césium . Cependant, la capacité d'échange d'anions est généralement beaucoup plus petite, de sorte que les minéraux sont moins susceptibles d' adsorber les anions pertechnétate et iodure , les laissant mobiles dans le sol. Pour cette raison, la chimie environnementale du technétium est un domaine de recherche actif.
En 2012, le composé cristallin Notre Dame Thorium Borate-1 (NDTB-1) a été présenté par des chercheurs de l'Université de Notre Dame. Il peut être adapté pour absorber en toute sécurité les ions radioactifs des flux de déchets nucléaires. Une fois capturés, les ions radioactifs peuvent ensuite être échangés contre des espèces plus chargées de taille similaire, recyclant le matériau pour une réutilisation. Les résultats de laboratoire utilisant les cristaux NDTB-1 ont éliminé environ 96% du technétium-99.
Transmutation
Une méthode alternative d'élimination, la transmutation , a été démontrée au CERN pour le technétium-99. Ce processus de transmutation bombarde le technétium ( 99 Tc comme cible métallique ) de neutrons , formant le 100 Tc à courte durée de vie (demi-vie 16 secondes) qui se désintègre par désintégration bêta en ruthénium stable ( 100 Ru).