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MoO₄^2-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)
同位体核種	励起エネルギー			半減期	核スピン数	天然存在比	天然存在比 (範囲)
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

^ LANL Periodic Table, "Technetium" paragraph 2
^ ^a ^b ^c ^d EnvironmentalChemistry.com, "Technetium", Nuclides / Isotopes
^ CRC Handbook, 85th edition, table of the isotopes
^ “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。
^ The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 693, "Toxicology", paragraph 2
^ 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.

[1] LANL Periodic Table, "Technetium" paragraph 2

[environmentalchemistry-2] 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

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]