TECNECI DOMÈSTIC

Tros de tecneci metàl·lic. Font: domini públic Internet

Tros de tecneci metàl·lic. Font: domini públic Internet

El tecneci és un metall típic, gris, de punt de fusió molt alt, gran densitat… És l’element químic de nombre atòmic 43, ubicat pel mig de la taula periòdica. Durant molt temps no se’l va identificar a la naturalesa, i va ser molts anys l’element que tothom volia trobar i ningú no ho aconseguia. Es coneixien tots els elements des de l’1 fins el 92 -l’urani- però no es sabia res del 43. D’acord amb el convenciment de tots els químics, que li havien guardat lloc a la taula periòdica, havia d’existir i se l’havia de trobar d’una o altra manera, però res.

Mendeleev li va deixar un forat a la taula periòdica i el va denominar eka-manganès. El 1827 Ossan va dir que l’havia identificat i el va denominar polini, però no ho era, sinó l’iridi, un altre metall. Rose el 1847 el mateix, i li va dir pelopi, però va ser un fals descobriment. El mateix li va passar a Kern (1877) que n’hi va dir davi, i a Barrière el 1896, que el va denominar luci, però era iterbi impur. Ogawa, el 1908 va creure veure’l i n’hi va dir niponi, però era reni impur. Gerber el 1917 va creure que l’havia descobert i n’hi va dir neomolibdè; Basanquet, també el 1924 el va denominar moselei o moseleyi, però realment no era l’element que buscava. I Noddak, el 1925 va creure que l’havia vist i el va denominar masuri. Però res. Nou noms i vuit falsos descobriments. Durant els segles XIX i començament del XX van ser freqüents els falsos descobriments, com podeu llegir de l’article “Els falsos elements”, publicat a la revista de la Societat Catalana de Química (9/2010, p. 66-81) [+]. La química ja no en sabia més.

Fragment de la taula periòdica mural de l'edifici històric de la UB, amb el Masuri Ma al centre, abans de que es descobrís. Foto de l'autor.

Fragment de la taula periòdica mural de l’edifici històric de la UB, amb el Masuri Ma al centre, abans de que es descobrís. Foto de l’autor.

Lawrence havia inventat el ciclotró a Berkeley el 1932. Un ciclotró és un accelerador de partícules elementals. Una combinació de camps elèctrics i magnètics permet que les partícules carregades elèctricament girin i girin amb acceleració progressiva fins a assolir grans velocitats. Jo he vist el ciclotró original i és tan petit que cap a la superfície d’una tauleta: té un diàmetre de 68 cm. A partir d’aquí van anar creixent i evolucionant cap als sincrociclotrons i sincrotons actuals, com l’Alba de Sant Cugat del Vallès (d’uns 80 m de diàmetre) o l’enorme LHC del CERN a Ginebra, amb un diàmetre d’uns vuit km.

Doncs bé, Lawrence va començar a accelerar partícules al seu aparell, que ens podem imaginar com una centrífuga. Quan les partícules estan prou accelerades, surten disparades per una tangent de l’aparell i van a col•lisionar amb algun material posat a la sortida. La gran energia de la col•lisió és capaç de transmutar el material diana i obtenir altres elements no presents anteriorment allà. Són reaccions nuclears, que canvien la naturalesa de la substància. El 1937 va bombardejar molibdè amb nuclis de deuteri -una variant de l’hidrogen-. El producte resultant el va enviar a Carlo Perrier i Emilio Segré, a Sicília. Després d’analitzar-lo hi van descobrir un element nou encara no conegut, al que van donar primer el nom de panormi, i poc després van modificar-lo per tecneci, que en grec vol dir artificial, nom que s’ha mantingut.

Esquema de reaccions nuclears de transmutació del molibdè a ruteni passant per tecneci

Esquema de reaccions nuclears de transmutació del molibdè a ruteni passant per tecneci

Aquest concepte d’artificial requereix una digressió. Un químic és com un que juga amb les lletres. Agafa AMOR i la transforma en ROMA, o en ROM + A, o en MA + OR, o en MOR + A. Posa i treu lletres, però cada lletra es manté. Això són “reaccions químiques“, que conserven els elements, les lletres, però en canvien la composició, el significat: l’hidrogen reacciona amb l’oxigen per donar aigua, però a l’aigua final hi ha nuclis d’hidrogen i d’oxigen. En canvi, imaginem que agafem la O d’AMOR i l’obrim i la torcem fins a fer-ne una U, i la M l’adrecem i la dobleguem fins a fer-ne una N. Podem fer una URNA a partir d’AMOR, però a costa de deixar de tenir la O i la M, que hem transformat en U i N. Això són “reaccions nuclears“, que transmuten els elements. Un procés físic, el somni dels alquimistes que volien transmutar plom en or, i mai van aconseguir.

Doncs el tecneci va ser el primer element químic artificial, obtingut mitjançant una reacció nuclear a partir d’un element diferent, el molibdè de nombre atòmic 42. El bombardeig de molibdè amb deuterons (una variant de nuclis d’hidrogen) va convertir el nucli de 42 protons en un nucli de 43, el de tecneci. Moltes vegades els elements obtinguts així són radioactius i es transformen en altres elements al cap d’un cert temps, i en el cas del tecneci és així. Per això es va pensar que no hi hauria tecneci a la naturalesa, tot i que després se’n ha trobat en molt petites quantitats.

Hi ha molts tipus de nuclis de tecneci, que tenen masses atòmiques entre 95 i 99. Tots tenen les propietats químiques del tecneci, i tots són radioactius, i es descomponen al llarg del temps donant altres elements. Un dels isòtops és el 99mTc, que és tecneci metastable amb un nucli de 43 protons i 56 neutrons. Se sol obtenir actualment per desintegració beta d’un isòtop radioactiu del molibdè, el 99Mo. Aquest tecneci metastable es desintegra rapidament emetent radiació gamma. En sis hores se n’ha desintegrat la meitat, donant un altre isòtop similar, el 99Tc, també radioactiu, però de vida mitjana molt més llarga, que es desintegra finalment a ruteni 99Ru, estable. Aquests isòtops metastables són força comuns, però es descomponen molt ràpidament, i en això el tecneci n’és una excepció.

El tecneci 99mTc és molt usat com a radiotraçador en medicina nuclear, en forma sistemàtica des de 1962. Se’n prepara una dissolució, que s’injecta a algun punt del cos, i es pot seguir per on passa amb un detector de radiació gamma que es fa circular per la superfície de la pell. On es detecta radiació gamma vol dir que hi ha, per exemple, un vas limfàtic per on circula el 99mTc. És la tècnica de la gammagrafia o escintil•lografia. Això permet comprovar connexions entre ganglis, difusió a l’interior dels ossos i moltes altres coses d’interés en diagnòstic.

Generador de tecneci antic. Font: web de T.Gray. Aparell a l'Oak Ridge Museum.

Generador de tecneci antic. Font: web de T.Gray. Aparell a l’Oak Ridge Museum.


Com que el 99mTc té una vida mitja tan curta, no és possible un sistema de comercialització i distribució eficaç del producte. Des de l’any 1968 que es prepara l’isòtop de tecneci a partir d’un precursor comercial, el molibdat de sodi Na299MoO4, de vida mitjana més llarga i obtingut en un reactor nuclear especial. Es posa la càrrega de molibdat a un recipient, suportat per una massa d’òxid d’alumini inert. El molibdat va desintegrant-se a pertecnetat NaTcO4 continuament, amb un període de semidesintegració de 6 hores. Es fa passar una dissolució salina pel llit de molibdat, i s’arrossega el pertecnetat.

El que s’injecta actualment és un líquid que conté partícules molt petites del compost amb tecneci, que se sol denominar nanocol•loïde. Hi ha moltes formes de preparació possibles, com per exemple barrejant pertecnetat de sodi Na99mTcO4 i sulfur d’antimoni Sb2S3, que precipita un sulfur complex de tecneci i antimoni 99mTc-Sb2S3, de mides de partícules entre 7 i 15 nm. Els darrers deu anys s’han patentat molts altres procediments, basats en altres compostos químics. Però la base és sempre l’isòtop de tecneci, l’activitat del qual és independent de quin compost químic formi part. L’activitat radioactiva de tots els materials va decaient amb el temps, i per això el sistema requereix un calibrat continu, per ajustar l’activitat del producte i la dosi que s’ha d’aplicar, que depèn de la massa i l’edat del pacient, i de l’òrgan on s’ha d’injectar.

El cos del pacient evoluciona: quan se li injecta compost de 99mTc comença a emetre radiació gamma tot canviant a 99Tc, i al cap de sis hores hi ha la meitat del primer i la mateixa quantitat del segon. Al cap de dotze hores n’hi ha la quarta part i tres quartes parts, respectivament, i va reduint-se a aquest ritme. Es va evacuant també tot plegat pels mecanismes fisiològics i al cap d’uns quants dies la radioactivitat del pacient és indetectable.

Qui havia de dir als investigadors talians que van detectar el tecneci que quaranta anys després els hospitals d’arreu del món l’usarien… L’era nuclear, que va començar tan malament amb les armes de guerra i les bombes d’Hiroshima i Nagasaki el 1945, i posteriorment amb la guerra freda i la cursa d’armaments de missils nuclears, tenia també la vessant pacífica. El president Eisenhower, militar i impulsor de la guerra freda, el 1953 va pronunciar un discurs davant l’ONU amb el títol “Âtoms per a la pau” -sembla que impulsat per Einstein– on preconitzava l’ús pacífic dels coneixements de la física nuclear per a la indústria, l’energia, el transport i la medicina. L’empresa Ford va crear un premi d’un milió de dòlars per a científics i polítics que treballessin en aquests temes. El primer guanyador va ser Niels Bohr, el 1957. I el darrer, el 1969… el mateix Eisenhower. Els avenços aconseguits han estat espectaculars en poc temps. Començant per les centrals nuclears i acabant pel tecneci de diagnòstic.

Fins ara el tecneci era per a mi un metall de tants, com podria ser el praseodimi o l’hafni: existeixen, no se’n parla, serveixen per algunes coses però no t’afecten. Però ara el tecneci és de la família. Sí, a casa hi ha avui una mica de tecneci. D’aquí aquesta entrada al blog.

Segell postal de la campanya "Atoms for Peace" de 1953 i següents.

Segell postal de la campanya “Atoms for Peace” de 1953 i següents.

4 respostes a TECNECI DOMÈSTIC

  1. Quim escrigué:

    I per que tens a casa una mica de Tecneci?

    • cmans escrigué:

      A algú de casa li han hagut de fer un diagnòstic mèdic i li han injectat uns mil·lilitres de nanocol·loïde.
      Per descomptat preferiria que el tecneci no hagués entrat a casa…

  2. Albert escrigué:

    Ara fa 5 ó 6 anys em van fer una gammagrafia al genoll per un problema d’artrosis i em van injectar radiotraçador.
    M’ho van fer a mitja tarda i recordo com a curiositat que em van dir que la resta del dia no m’apropes gaire a altres persones i que aquella nit no dormís amb la meva dona.
    Que no sigui res mestre, salutacions.

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s

%d bloggers like this: