Le technétium est l'élément le plus léger ne possédant pas d'isotope stable. Les propriétés chimiques de cemétal de transitionradioactif de couleur gris métallique, rarement présent dans la nature, sont intermédiaires entre celles durhénium et dumanganèse. Son nom provient du grecτεχνητός /tekhnêtós, « artificiel » : il a été le premierélément chimique produit artificiellement. Le technétium est aussi le plus léger des éléments découverts par création artificielle.
Avant la découverte de cet élément, de nombreuses propriétés furent prédites parDmitri Mendeleïev, qui remarqua une lacune dans sa classification et appela cet élément « ekamanganèse ». En 1937, l'isotope technétium 97 (97Tc) fut le premier élément à être produit artificiellement comme son nom l'indique. La plupart du technétium produit sur Terre est issu de lafission de l'uranium 235 dans les réacteurs nucléaires et est extrait ducycle du combustible nucléaire. Aucun des isotopes du technétium ne possède unedemi-vie supérieure à 4,2 millions d'années[5] (98Tc), donc sa détection dans lesgéantes rouges en 1952[6] apporta la preuve que lesétoiles peuvent produire des éléments plus lourds lors de lanucléosynthèse stellaire. Sur Terre, le technétium existe sous forme detraces en quantité mesurable comme un produit de lafission spontanée d'un alliage d'uranium ou par la capture d'unneutron d'un alliage demolybdène.
La place dans latable périodique entre lemolybdène (Z = 42) et leruthénium (Z = 44) est restée longtemps vacante. De nombreux chercheurs avaient l'ambition de trouver cet élément, car sa place dans la table périodique laissait suggérer que la découverte serait plus facile que pour les autreséléments chimiques inconnus. Sa présence fut tout d'abord supposée dans un alliage deplatine en 1828 et cet élément fut nommépolinium avant de se révéler être de l'iridium impur. En 1846, l'élément "ilménium" a été déclaré découvert mais il s'agissait en fait duniobium impur. Cette erreur a été répétée en 1844 avec la pseudo-découverte parHeinrich Rose dupélopium[7],[8].Dmitri Mendeleïevprédisait que l'élément chimique aurait les mêmes propriétés que le manganèse et il lui donna le nom d'eka-manganèse (de symbole Em)[9].
Le tableau périodique décorant la tombe de Mendeleïev à Saint-Pétersbourg arbore l’ilménium (élément 8-VII, symbole Jl ; ce tableau utilise J pour le I majuscule).
En1877, le chimiste russe Serge Kern rapporta avoir trouvé l'élément manquant dans un alliage métallique. Kern nomma ce qu'il pensa être le nouvel élémentdavyum en hommage au chimiste anglais SirHumphry Davy, mais l'élément s'avéra être un mélange d'iridium, derhodium et defer. Un autre candidat, lelucium suivit en 1896 mais fut déterminé comme étant de l'yttrium. En1908, le chimiste japonais Masataka Ogawa crut trouver des preuves de la présence de l'élément 43 dans unminerai de thorianite. Ogawa appela cet élément lenipponium (d'aprèsnippon qui signifiejapon). Des examens ultérieurs montrèrent la présence derhénium dans les plaques photographiques d'Ogawa, mais pas celle de l'élément 43[10].
En1925,Walter Noddack, Otto Berg etIda Tacke (qui devint Mrs Noddack) annoncèrent leur découverte à laquelle ils donnèrent le nom demasurium, mais ils ne réussirent pas à renouveler l'expérience. Le nom masurium vient deMazurie, une région de l'est de laPrusse, actuellement située enPologne, la région dont la famille de Walter Noddack est originaire. Cette équipe a bombardé de la ferrocolumbite avec desélectrons et en a déduit la présence de l'élément 43 en examinant le spectre enrayon X. Les expérimentateurs de cette époque ne parvinrent pas à reproduire cette expérience qui fut considérée comme erronée[11].
En1998, John T. Armstrong duNational Institute of Standards and Technology (NIST) lança unesimulation numérique de cette expérience de 1925[12] ; il obtint des résultats assez proches de ceux de l'équipe Noddack. Selon lui, la découverte aurait bien été faite en1925, d'autant que cela semble étayé par les mesures de la présence naturelle du technétium réalisées par David Curtis auLos Alamos National Laboratory[12]. Cependant, les résultats expérimentaux de Noddack n'ont jamais été reproduits. La question de l'authenticité de la découverte de l'élément 43 en 1925 reste débattue.
La découverte du technétium est attribuée à Carlo Perrier etEmilio Segrè qui isolèrent lesisotopes 95 et 97 en1937[9].
La découverte de l'élément 43 a été confirmée officiellement en 1937 à l'université de Palerme enSicile, à la suite d'une expérience dirigée par Carlo Perrier etEmilio Segrè. Au cours de l'été de 1936, Segrè fit un voyage aux États-Unis, d'abord àNew York puis àBerkeley auLaboratoire national Lawrence-Berkeley, où il persuadaErnest Orlando Lawrence, l'inventeur ducyclotron, de lui laisser des produits ducyclotron devenus radioactifs. Le, Lawrence envoya à Segrè et Perrier une feuille demolybdène qui avait fait partie du déflecteur dans lecyclotron, la recherche d'un nouvel élément commençant le[13]. Segré effectua une liste des expériences de chimie de son collègue Perrier pour essayer de prouver à travers la chimie comparative que l'activité dumolybdène était en fait celle de l'élémentZ = 43, un élément n'existant pas dans la nature à cause de son instabilité pardécroissance radioactive. Avec des difficultés considérables, ils parvinrent à isoler trois produits avec des périodes de décroissance (90, 80, et 50 jours) qui se transformèrent finalement en deuxisotopes95Tc et97Tc du technétium, le nom donné plus tard par Perrier et Segrè[14].
Les nomspanormium, en référence à l'université de Palerme, ettrinacrium, d'après laSicile, sont proposés[9]. Les chercheurs préférèrent s'inspirer du mot grecτεχνητός,tekhnêtos, signifiant artificiel, puisqu'il s'agissait du premierélément chimique artificiel[15],[16],[17],[7]. Segrè retourna àBerkeley et sollicitaGlenn T. Seaborg. Ils isolèrent l'isotope technétium 99m qui est maintenant utilisé dans 10 millions dediagnostics médicaux chaque année[18].
En1953, l'astronome Paul W. Merrill enCalifornie détecta la signature spectrale du technétium (en particulier des raies à403,1nm,423,8nm,426,8nm et à429,7nm) dans lesgéantes rouges detype S. Cesétoiles massives en fin de vie sont riches en éléments ayant une faible durée de vie, apportant la preuve que s'y déroulent desréactions nucléaires produisant ces éléments. Cette preuve a été utilisée pour soutenir la théorie non prouvée que lesétoiles sont le lieu denucléosynthèse des éléments chimiques les plus lourds[19]. Plus récemment des observations ont apporté la preuve que les éléments étaient formés par la capture desneutrons dans lesprocessus s[20].
Depuis cette découverte, des recherches ont été entreprises afin de détecter la présence de technétium sur Terre à l'état naturel. En1962, dutechnétium 99 a été isolé et identifié par B. T. Kenna et P. K. Kuroda[21] dans de lapechblende auCongo belge, en très faible quantité (environ 0,2 ng/kg)[20]. Il est produit par lafission spontanée de l'uranium 238. Il a également été démontré que leréacteur nucléaire naturel d'Oklo a produit une quantité significative de technétium 99, qui s'est ensuite désintégré en ruthénium 99[20].
Le technétium n'a aucunisotope stable ; il est donc exclusivementradioactif. C'est l'élément le plus léger présentant cette propriété. Parmi les 82 premierséléments chimiques, seuls deux éléments sont exclusivement radioactifs : le technétium est le premier, l'autre est leprométhium[21].
Le technétium est produit principalement par lesréactions nucléaires etse propage plus rapidement que de nombreuxradioisotopes[Quoi ?]. Il a une faibletoxicité chimique. La toxicité radiologique (par unité de masse) dépend de l'isotope, du type deradiation et de lademi-vie de cetisotope. En dépit de l'importance de la compréhension de la toxicité du technétium, les études expérimentales sont en nombre très limité.
Tous lesisotopes du technétium doivent être manipulés avec précaution. L'isotope le plus courant, letechnétium 99 est un faible émetteur derayonnement β. Cesradiations peuvent être stoppées par les vitres de protection du laboratoire. De faiblesrayons X sont émis parrayonnement continu de freinage lorsque lesélectrons sont stoppés, mais ces radiations ne présentent pas de danger tant que lecorps humain se situe à plus de 30 centimètres de ces vitres[20]. Le principal danger lorsqu'on travaille avec du technétium est l'inhalation de poussières radioactives. La contamination radioactive dans lespoumons est un risque important decancer[20]. Pour la plupart des travaux avec le technétium, unehotte est suffisante et une boîte à gants n'est pas nécessaire[20].
Lesisotopes les plus stables sont le98Tc (demi-vie de 4,2Ma), le97Tc (2,6 Ma) et le99Tc (211,1 ka)[5].
Au total, 22 autresisotopes ont été caractérisés. Leurmasse atomique varie entre 87,933u (88Tc) et 112,931 u (113Tc). La plupart d'entre eux ont unedemi-vie inférieure à une heure. Les exceptions sont le93Tc (2,75 heures), le94Tc (4,883 heures), le95Tc (20 heures), et le96Tc (4,28 jours)[5].
Letechnétium 99 (99Tc) est le plus courant desisotopes du technétium. Ungramme de99Tc produit 6,2×108 désintégrations par seconde (soit 0,62 GBq/g)[23].
Le technétium et leprométhium sont des éléments chimiques légers inhabituels dans le sens où ils ne possèdent pas d'isotopes stables. L'explication de ce phénomène est quelque peu compliquée[24].
Pour un nombre impair fixé denucléonsA, le graphe de l'énergie de liaison nucléaire en fonction dunuméro atomique (nombre deprotons) a la forme d'uneparabole orientée vers le haut, lenucléide le plus stable étant situé à la base de la parabole. Une seule émission bêta ou une simple capture d'électron transforme lenucléide de masseA ennucléide de masseA+1 ouA−1 si le produit a une plus faibleénergie de liaison nucléaire et si la différence d'énergie est suffisante pour permettre ladécroissance radioactive. Quand il existe une seuleparabole, il ne peut y avoir qu'un seulisotope stable sur cette parabole : celui dont l'énergie de liaison nucléaire est la plus élevée.
Pour un nombre pair fixé denucléonsA, le graphe de l'énergie de liaison nucléaire en fonction dunuméro atomique est irrégulier et se représente plutôt par deux paraboles pour les numéros atomiques pairs et impairs, car les isotopes ayant un nombre pair de protons et de neutrons sont plus stables que ceux ayant un nombre impair denucléons.
Dans le cas à deuxparaboles, lorsque le nombre de nucléons est pair, il arrive exceptionnellement qu'il existe un noyau stable ayant un nombre impair deneutrons et deprotons — c'est le cas pour quatre noyaux légers :2H,6Li,10B,14N. Dans ce cas, il ne peut y avoir d'isotopes stables ayant un nombre pair de neutrons et de protons.
Pour le technétium, (Z = 43), la "vallée de la stabilité bêta" est centrée autour de 98nucléons. Cependant pour chaque nombre denucléons entre 95 et 102, il existe déjà unnucléide stable demolybdène (Z = 42) ou leruthénium (Z = 44). Or le technétium ne peut avoir qu'un seul isotope stable, car il a un nombre impair de protons et ne peut donc avoir d'isotope stable qu'avec un nombre impair de neutrons, maximisant l'énergie de liaison nucléaire ; dans la mesure où il existe déjà des isotopes stables de molybdène ou de ruthénium ayant le mêmenombre de masse que chacun des isotopes « stables » possibles du technétium, ces derniers auront nécessairement tendance à se transformer en l'un de ces isotopes stables de molybdène ou de ruthénium en changeant un neutron en proton ou réciproquement, respectivement par émission bêta ou parémission de positron ou capture électronique[24].
Dans laclassification périodique, le technétium est situé entre les lignes durhénium et dumanganèse, et ses propriétés sont intermédiaires entre celles de ces deuxéléments chimiques. Le technétium est très rare surTerre, car il ne possède pas d'isotope stable ou de très longue durée de vie. Il ne joue pas de rôle biologique et ne se trouve normalement pas dans lecorps humain, ni dans aucun autre être vivant. Il est par ailleurs de faibletoxicité chimique[25].
Lecorps simple technétium est unmétal gris-argent d'apparence semblable auplatine ; il se présente généralement sous la forme d'unepoudre grise. La structure cristalline du métal pur en vrac est hexagonale compacte[26]. La structure cristalline du métal pur nanodispersé est cubique[27]. Le technétium nanodispersé n'a pas de spectre RMN divisé, tandis que le technétium massif hexagonal a le spectre Tc-99-NMR divisé en 9 satellites. Avec l'introduction même d'une petite impureté d'atomes de carbone, la structure du technétium métallique est déformée et devient orthorhombique[28].La forme métallique du technétium se ternit lentement dans l'air humide. Sesoxydes sont TcO2 et Tc2O7. Le technétium peut brûler dans ledioxygène lorsqu'il se trouve sous forme de poudre grise[29]. Il est soluble dans l'eau régale, l'acide nitrique et dans l'acide sulfurique concentré, mais pas dans l'acide chlorhydrique[a]. Son spectre possède des raies spectrales caractéristiques à 363, 403, 410, 426, 430, et à 485nm[30].
Agrégats Tc6 et Tc8.
De nombreuxagrégats atomiques de technétium sont connus, incluant Tc4, Tc6, Tc8 et Tc13[31],[32]. Les plus stables, Tc6 et Tc8, ont des formes prismatiques où des couples verticaux d'atomes de technétium sont connectés par des liaisons triples et les atomes plans par des liaisons simples[33].
Le technétium estparamagnétique de susceptibilité molaireχ=3,35 × 10−9m3 mol−1,[34]. Il cristallise dans une structure hexagonale compacte. Le monocristal métallique pur de technétium est unsupraconducteur de type II avec une température de transition à 7,46K. Des cristaux irréguliers et des traces d'impuretés augmentent cette température à 11,2 K pour du technétium en poudre pur à 99,9 %[20]. En dessous de cettetempérature, le technétium est l'élément qui a la plus grandeprofondeur de pénétration magnétique après leniobium[35].
Le technétium métallique se ternit lentement dans l’air humide et, sous forme de poudre, brûle dans l’oxygène. En réagissant avec l'hydrogène à haute pression, il forme l'hydrure TcH1.3[38], en réagissant avec le carbone, il forme Tc6C[39] avec un paramètre de cellule de 3,98 Å ou, également, le carbure nanodispercé à faible teneur en carbone avec un paramètre de 4. ,02 Å[40].
L'isotope le plus stable du technétium (98Tc) ayant unepériode radioactive de l'ordre du millième de l'âge de la Terre, toute trace de technétium primordial a aujourd'hui disparu du milieu naturel. En revanche, du technétium secondaire peut être trouvé à l'état detraces comme produits de désintégration nucléaire récente d'éléments radioactifs plus lourds, notamment dans les minerais d'uranium.
Depuis sa découverte, beaucoup de recherches ont tenté de trouver des sources terrestres naturelles. En1962, le technétium 99 a été isolé et identifié en très petite quantité dans l’uraninite provenant d'Afrique comme produit defission spontanée d'uranium 238. Cette découverte a été faite par B.T. Kenna et P.T. Kuroda. En1999, David Curtis, duLaboratoire national de Los Alamos, estime qu'un kilogramme d'uranium devrait contenir 1 nanogramme (10−9g) de technétium.
Dans l'espace, quelquesétoiles de typegéantes rouges contiennent une raie d'absorption dans leur spectre correspondant à la présence de technétium. La présence de cet élément dans lesgéantes rouges a conduit à la preuve de la production des éléments lourds (nucléosynthèse) dans lesétoiles.
Si letechnétium 99 est très rare dans la nature, il est en revanche produit en quantité significative chaque année, comme produit de fission du combustible nucléaire. La fission d'un gramme d'uranium 235 dans un réacteur nucléaire produit27mg de99Tc, ce qui lui confère un taux de production de 6,1 %[41]. D'autres éléments fissiles permettent également d'en produire avec des taux similaires, par exemple 4,9 % à partir del'uranium 233 ou 6,21 % pour leplutonium 239[20].
On estime que jusqu'en 1994, environ 49 000 TBq (78 tonnes) de technétium ont été produites dans les réacteurs nucléaires, ce qui constitue de loin la première source de technétium terrestre[42]. Cependant seule une petite fraction du technétium produit est utilisé commercialement. En 2016, le technétium s'achetait pour environ 100 $ g−1 contre 2 800 $ g−1 en 1960[b],[43]. Cela en fait un élément plus cher que le platine qui n'a jamais été vendu à plus de 72,40 dollars/g.
Puisque le technétium est un produit de la fission del'uranium 235 et duplutonium 239, il est présent dans lesdéchets nucléaires des réacteurs àfission et est également produit lors de l'explosion d'unebombe nucléaire. Dans l'environnement, la quantité de technétium produit artificiellement dépasse de plusieurs ordres de grandeur la quantité de technétium naturel. Ce technétium est dégagé lors d'essais nucléaires dans l'atmosphère ainsi que par le rejet et le traitement des déchets nucléaires. Son fort taux de radioactivité, et sa longue demi-vie et savolatilité[44] font dutechnétium 99 un des composants principaux et problématique des déchets nucléaires. Sa désintégration, mesurée enbecquerels par unité de combustible usé, domine dans un intervalle de 104 à 106 ans après la création du déchet[42].
En 1994, on estimait que 160 TBq (environ250kg) detechnétium 99 avaient été libérées dans l'environnement à la suite des essais nucléaires dans l'atmosphère[42]. La quantité de technétium produit dans les réacteurs nucléaires et relâché dans l'environnement se montait en 1986 à environ1 000TBq (1 600kg) en tout, principalement dégagée au cours dutraitement du combustible usé et rejeté dans la mer. Au cours des dernières années, les méthodes de retraitement ont été améliorées afin de réduire ces émissions. En 2005, la première source de rejet de technétium 99 dans l'environnement était le site deSellafield, qui a relâché environ550TBq (900kg) entre 1995 et 1999 dans lamer d'Irlande. Depuis l'an 2000, la réglementation limite les rejets à90TBq (140kg) par an[45].
À la suite du retraitement du combustible usé, du technétium a été relâché dans la mer en divers endroits, et se retrouve en quantités faibles mais mesurables dans la faune aquatique. Par exemple, lehomard deCumbrie en contient des traces[46]. Lesbactériesanaérobiessporulantes dugenreclostridium ont la capacité de réduire le Tc(VII) en Tc(IV). Lesclostridia jouent également un rôle dans la réduction du fer, du manganèse et de l'uranium, modifiant ainsi la solubilité de ces éléments dans les sols et les sédiments. Leur capacité à réduire le technétium pourrait déterminer une grande part de la mobilité du Tc dans les déchets industriels et d'autres environnements souterrains[47].
La longue durée de vie du technétium 99 et sa capacité à former des espècesanioniques en fait, avec l'iode129I, un des problèmes principaux dans le traitement à long terme des déchets radioactifs. De plus, beaucoup de procédés conçus pour enlever les produits de fission dans les usines de retraitement sont conçus pour retirer les espècescationiques comme lecésium137Cs ou lestrontium90Sr. Les ionspertechnétate échappent donc à ces procédés de retraitement. Les solutions de traitement envisagées s'orientent vers l'enfouissement dans des couches géologiques profondes. Le risque principal de cette technique est le contact possible avec l'eau, ce qui pourrait conduire à la contamination de substances radioactives dans l'environnement. Lesanions pertechnétate etiodure sont moins facilement absorbés sur les surfaces desminéraux et donc plus facilement mobiles.
En comparaison, leplutonium, lecésium et l'uranium se lient plus facilement que le technétium aux particules du sol. Pour cette raison, lachimie environnementale du technétium fait l'objet de recherches intenses[réf. nécessaire]. La démonstration d'une méthode alternative d'élimination du technétium 99, la transmutation nucléaire, a été réalisée auCERN[48]. Dans ce procédé de transmutation, le technétium 99 sous forme d'une cible métallique est bombardé par desneutrons pour former le100Tc à faible durée de vie (demi-vie de 16 s) qui se désintègre aussitôt parradioactivité bêta enruthénium (100Ru). Si on cherche à obtenir duruthénium utilisable, une cible de technétium extrêmement pur est nécessaire. Si des faibles traces d'actinides mineurs comme l'américium et lecurium sont présentes, elles sont susceptibles de subir unefission et de former des produits de fission qui rendent la cible irradiée encore plus radioactive. La formation de106Ru (demi-vie de 374 jours) de la "fresh fission" est susceptible d'augmenter l'activité du ruthénium métallique obtenu, ce qui nécessite alors un long temps de refroidissement après l'irradiation et avant que le ruthénium puisse être utilisé.
La production de technétium 99 à partir de combustible nucléaire usé est un procédé long. Il apparait dans le déchet liquide, fortement radioactif. Après plusieurs années, après que la radioactivité a suffisamment diminué, l'extraction desisotopes avec une longue durée de vie, dont le technétium 99, devient possible. Plusieurs processus d'extraction chimique sont ensuite utilisés, qui permettent d'obtenir du technétium métallique très pur[20].
Il est donc préparé en le séparant chimiquement du combustible appauvri des réacteurs. Les deux tiers de la production mondiale de99Tc proviennent du réacteur national de recherche universel desLaboratoires nucléaires de Chalk River, enOntario, auCanada[49].
Production par activation neutronique du molybdène ou d'autres éléments purs
Premier générateur de Technétium 99. Développé aux Brookhaven National Laboratory, en 1958. Montré sans blindage.
L'isotopemétastable99mTc est produit lors de lafission de l'uranium ou duplutonium dans lesréacteurs nucléaires. Dans une organisation conventionnelle du traitement desdéchets nucléaires, le combustible usagé peut être stocké pendant plusieurs années avant le retraitement, de sorte que la totalité du99Mo et du99mTc qu'il contient se soit désintégrée avant d'être séparée desactinides majeurs. Le produit de raffinementPUREX contient une forte de concentration de technétium sous forme de TcO4−, mais il s'agit en quasi-totalité de l'isotope99Tc.
La majeure partie du99mTc utilisé enmédecine est produite à partir de99Mo, lui-même produit paractivation neutronique de98Mo.99Mo a une demi-vie de 67 heures, de sorte que le99mTc à faible durée de vie (demi-vie égale à 6 heures) qui est produit par sa désintégration est produit en continu[50]. Dans les hôpitaux, on extrait ensuite le technétium de la solution par un procédé chimique en utilisant un générateur de technétium 99m (appelé en anglaistechnetium cow, vache à technétium, ou encoremolybdenum cow). Le générateur de technétium standard est une colonne d'alumine contenant du molybdène 98. Dans la mesure où l'alumine a une très faible section efficace pour lesneutrons, la colonne peut être facilement irradiée par des neutrons afin de produire le molybdène 99 radioactif[51].
Une méthode alternative consiste à irradier de l'uranium enrichi afin de produire le99Mo comme produit de la fission[52]. Mais il faut ensuite séparer le molybdène des autres produits defission par un procédé chimique complexe que la première méthode ne nécessite pas.
Les autresisotopes du technétium ne sont pas produits en quantités significatives parfission. En cas de besoin, ils sont fabriqués par irradiation de neutrons sur desisotopes parents. Par exemple,97Tc est fabriqué à partir de96Ru.
Le technétium 99m est particulièrement intéressant pour les applications médicales : laradiation émise par désintégration de cetisotope a la mêmelongueur d'onde que lesrayons X utilisés enradiographie classique, ce qui lui confère une longueur de pénétration adaptée tout en causant des dégâts minimes pour unphoton gamma. De plus, lademi-vie très courte de cetisotope conjuguée à lademi-vie relativement longue de l'isotope fils Tc-99 lui permet d'être éliminé du corps avant de se désintégrer à nouveau. Ceci permet de réaliser un diagnostic nucléaire au prix de l'introduction d'une dose relativement faible de radiation dans l'organisme (mesurée ensievert)[20].
lademi-vie de 6 heures est assez longue pour permettre de suivre les processusphysiologiques d'intérêt, mais assez courte pour limiter l'irradiation inutile.
l'énergie duphoton gamma, 140,5 keV, est idéale puisque assez énergétique pour traverser les tissus vivants, mais assez faible pour pouvoir être détectée commodément : elle peut être absorbée efficacement par un cristal d'iodure de sodium d'épaisseur typique de l'ordre de 10 à 15 mm.
l'émission dephotons gamma est élevée (88,5 photons pour 100désintégrations). Peu de particules non pénétrantes sont émises, d'où une plus faible absorption d'énergie par les tissus vivants.
De plus, il est facilement disponible dans les hôpitaux grâce à un générateur de technétium (de la taille d'une batterie automobile). Le générateur contient dumolybdène 99 radioactif, attaché (adsorbé) sur une colonne d'alumine. Le molybdène se désintègre pour donner du 99mTc, qui est récupéré par rinçage de la colonne (élution) dans une solution physiologique (serum physiologique) sous la forme de pertechnétate de sodium (Na+ TcO4−). Le générateur est alors élué afin de récupérer une solution (appelée éluat) d'activité nécessaire pour la préparation des produits utilisés en médecine nucléaire.
Fixé à de nombreuses molécules présentant un intérêt biologique, le 99mTc permet d'en suivre la distribution dans le corps humain, grâce à des détecteurs de radioactivité appelés gamma-caméras (voirscintigraphie).
Le99mTc est aussi utilisé sous forme de technétium-méthoxyisobutylisonitrile (Tc-MIBI) pour marquer les cellules dumuscle cardiaque et faire unescintigraphie tomographique. Cet examen sert à diagnostiquer la présence de tissus non irrigués dans lemyocarde.
La scintigraphie osseuse utilise le Tc combiné à la molécule vectrice HDP ou HMDP.
L'hexa-methyl-propylene-amine-oxime (HMPAO) est une molécule de synthèse qui peut être marquée par le 99mTc. Après injection intraveineuse, l'HMPAO se fixe dans le cerveau (entre autres) quasiment proportionnellement au débit sanguin cérébral. On peut ainsi avoir une idée du débit sanguin cérébral régional en mesurant la quantité d'HMPAO fixée.
Le technétium 99 se désintègre parradioactivité β en émettant des particules β de faible énergie mais sans émission derayons γ. Le taux d'émission décroît très faiblement dans le temps grâce à sa longuedemi-vie. Il peut être extrait avec une grande pureté chimique et isotopique des déchets radioactifs. Pour cette raison, il est utilisé comme émetteur de particules β pour l'étalonnage des équipements duNIST[20]. Le technétium 99 a aussi été utilisé enoptoélectronique et dans les batteries nucléaires nanométriques[54].
Comme lerhénium et lepalladium, le technétium peut être utilisé commecatalyseur. Pour certaines réactions comme ladéshydrogénation de l'alcool isopropylique, il est de loin plus efficace que le palladium et le rhénium. Cependant son activité radioactive pose des problèmes de sûreté[20].
Dans certaines circonstances, une petite concentration (5×10−5mol/L) d'ion pertechnétate dans l'eau peut protéger lefer et l'acier de lacorrosion. Une expérience a montré qu'un échantillon placé dans une solution de pertechnétate pouvait rester intact pendant 20 ans sans être attaqué. Par comparaison, l'ionchromate CrO42− peut également inhiber la corrosion, mais pour desconcentrations 10 fois plus élevées. Le pertechnétate a donc été proposé[55] comme inhibiteur de la corrosion anodique bien que sa radioactivité pose un problème.
Le mécanisme par lequel le pertechnétate empêche lacorrosion n'est pas bien compris, mais semble lié à la formation réversible d'une fine couche à la surface de l'échantillon.Une théorie[réf. nécessaire] soutient que le pertechnétate réagit à la surface de l'acier pour former une couche de dioxyde de technétium qui empêche la corrosion. Ce même effet permet d'expliquer pourquoi il est possible de retirer le pertechnétate de l'eau en la filtrant avec de la poudre de fer. Le même résultat est obtenu en utilisant ducharbon actif. L'effet disparait rapidement si la concentration en pertechnétate tombe en dessous de la concentration minimale ou si d'autresions sont ajoutés en trop forte concentration.
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↑Thomas Charpin. Thèse : Étude des mécanismes de volatilité dans les procédés de calcination/vitrification. Génie des procédés. Université de Lorraine, 2021. Français. NNT : 2021LORR0151 . tel-03418829 |URL=https://hal.univ-lorraine.fr/tel-03418829/document
↑Technetium-99 behaviour in the terrestrial environment
