مقدمه
تکنسیم یکی از عناصر کمیاب و مصنوعی در جدول تناوبی است که با عدد اتمی 43 شناخته می‌شود. نام این عنصر از واژه یونانی Technetos به معنای “مصنوعی” گرفته شده است، زیرا این عنصر نخستین عنصری بود که به طور مصنوعی در آزمایشگاه ساخته شد. این عنصر عمدتاً به دلیل ویژگی‌های رادیواکتیو خود در حوزه پزشکی و صنعت کاربرد دارد.
تاریخچه کشف تکنسیم
در سال 1937، دو دانشمند به نام‌های کارلو پریه (Carlo Perrier) و امیلیو سگره (Emilio Segrè) در دانشگاه پالرمو ایتالیا توانستند این عنصر را از تجزیه یک نمونه مولیبدن-98 در معرض پرتوهای بمباران هسته‌ای شناسایی کنند. در ابتدا نام این عنصر را Masurium گذاشتند اما پس از اثبات مصنوعی بودن آن، نام تکنسیم (Technetium) برای آن انتخاب شد.
ویژگی‌های شیمیایی تکنسیم
– نماد شیمیایی: Tc
– عدد اتمی: 43
– جرم اتمی: حدود 98 واحد اتمی (amu)
– حالت فیزیکی در دمای اتاق: جامد فلزی
– رنگ: خاکستری نقره‌ای
– ساختار بلوری: شش‌گوشی بسته (Hexagonal Close-Packed)
– رادیواکتیویته: قوی
– نیمه‌عمر ایزوتوپ Tc-99m: حدود 6 ساعت
خواص فیزیکی تکنسیم
– دمای ذوب: 2157 درجه سانتی‌گراد
– دمای جوش: 4265 درجه سانتی‌گراد
– چگالی: 11.5 گرم بر سانتی‌متر مکعب
– رسانایی حرارتی: بالا
– مغناطیس‌پذیری: غیرمغناطیسی
نحوه تولید تکنسیم
تکنسیم به‌طور طبیعی در زمین یافت نمی‌شود یا بسیار نادر است. در عوض، این عنصر معمولاً از طریق فرآیندهای هسته‌ای در راکتورهای هسته‌ای تولید می‌شود. یکی از روش‌های رایج تولید تکنسیم، بمباران مولیبدن-98 با نوترون‌ها در راکتورهای هسته‌ای است که منجر به تولید تکنسیم-99m می‌شود.
کاربردهای تکنسیم
1. کاربرد در پزشکی
یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین ایزوتوپ‌های تکنسیم، تکنسیم-99m است که در پزشکی هسته‌ای برای تصویربرداری داخلی بدن استفاده می‌شود. این ایزوتوپ به دلیل نیمه‌عمر کوتاه (حدود 6 ساعت) و پرتو گاما کم‌خطر، ایده‌آل برای تصویربرداری از اندام‌های داخلی بدن می‌باشد.
کاربردها در پزشکی:
– اسکن استخوان: برای تشخیص سرطان استخوان، عفونت و شکستگی‌های پنهان.
– اسکن قلب: بررسی عملکرد قلب و میزان خون‌رسانی به عضله قلب.
– تصویربرداری از کبد و کلیه: بررسی عملکرد اندام‌های داخلی بدن.
2. کاربرد در صنعت
تکنسیم در برخی صنایع برای تشخیص نشت در لوله‌های زیرزمینی، تست مواد جوشکاری و بررسی زنگ‌زدگی فلزات استفاده می‌شود. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو تکنسیم در این فرآیندها به شناسایی عیوب غیرقابل مشاهده کمک می‌کنند.
3. تحقیقات علمی
تکنسیم به دلیل ویژگی‌های رادیواکتیو خود در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی برای مطالعه واکنش‌های هسته‌ای و بررسی ویژگی‌های مواد رادیواکتیو استفاده می‌شود. همچنین در مطالعات اخترشیمی برای بررسی عمر ستارگان نیز کاربرد دارد.
خطرات و معایب تکنسیم
با وجود مزایای فراوان تکنسیم در پزشکی و صنعت، این عنصر دارای خطرات بالقوه‌ای نیز می‌باشد:
– رادیواکتیویته بالا: ایزوتوپ‌های تکنسیم مانند Tc-99m دارای پرتو گاما هستند که در صورت قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض آن، خطرات جدی برای سلامتی ایجاد می‌شود.
– آلودگی زیست‌محیطی: در صورت دفع نامناسب زباله‌های رادیواکتیو تکنسیم، خطرات زیست‌محیطی قابل توجهی ایجاد می‌شود.
مدیریت ایمنی در برابر تکنسیم
برای کاهش خطرات ناشی از تکنسیم، اقدامات ایمنی زیر توصیه می‌شود:
– استفاده از سرب محافظ در هنگام کار با تکنسیم.
– محدود کردن زمان تماس با مواد رادیواکتیو.
– دفع صحیح زباله‌های رادیواکتیو.
– استفاده از تجهیزات حفاظتی در محیط‌های صنعتی و پزشکی.
نتیجه‌گیری
تکنسیم به عنوان نخستین عنصر ساخت بشر در تاریخ علم شیمی از اهمیت بالایی برخوردار است. با وجود خواص رادیواکتیو آن، تکنسیم در پزشکی هسته‌ای، صنعت و تحقیقات علمی نقش برجسته‌ای دارد. با پیشرفت فناوری و مدیریت ایمن مواد رادیواکتیو، آینده درخشانی برای کاربردهای تکنسیم در حوزه‌های مختلف علمی و پزشکی پیش‌بینی می‌شود.
