En la tabla periódica de Dmitri Ivánovich Mendeleev hay una célula con el número 43. Durante muchos años permaneció vacía. Su residente no se dejaba tomar por los químicos del siglo XIX, escondiéndose de los cazadores de elementos más obstinados. Pero resultó que no se trataba de la dificultad de aislar, sino de la naturaleza misma de la sustancia: simplemente no podía mantenerse en la Tierra desde su formación. Hoy conocemos a este elemento como tecnecio — el primer elemento creado artificialmente, y al mismo tiempo, el elemento que salva miles de vidas cada día en hospitales de todo el mundo.
El tecnecio es el único elemento más ligero que el plomo que no tiene isótopos estables. Su lugar en la tabla es un triunfo de la fuerza predictiva de la ciencia y al mismo tiempo un monumento a la inventiva humana.
En 1869, cuando Dmitri Ivánovich Mendeleev presentó su tabla periódica al mundo, había 63 elementos y varios espacios en blanco. No solo dejó huecos, sino que también predijo las propiedades de sustancias no descubiertas. Para el elemento con el número 43, que se ubicaba debajo del manganeso en el séptimo grupo, el científico predijo sus propiedades, llamándolo «eka-manganeso» (del Sánscrito «eka» — uno).
En las décadas siguientes, los químicos buscaron el elemento faltante en minerales de manganeso, minerales y residuos de procesos químicos complejos. Hubo incluso declaraciones espectaculares de descubrimiento: el elemento se llamó «ilmium», «nipponium», «lurium». Sin embargo, ninguno de ellos se confirmó. Hoy sabemos por qué: el tecnecio es radioactivo y sus isótopos más longevos con un período de semidesintegración de unos 4 millones de años desaparecieron de la corteza terrestre desde su formación.
El elemento recibe su nombre del griego «τεχνητός» (tehnētos), que significa «artificial». El nombre resultó profético en dobles sentidos: el tecnecio se convirtió en el primer elemento químico obtenido artificialmente, no aislado de la materia prima natural.
En 1937, el físico italiano Emilio Segré trabajaba en los Estados Unidos, en el laboratorio de Ernesto Lawrence — inventor del ciclotrón. Segré se dio cuenta de la radioactividad extraña de una de las piezas desgastadas del acelerador — una hoja de molibdeno que servía de blanco para los deutones.
El científico supuso que, como resultado de las reacciones nucleares, se formó un nuevo elemento con el número 43 en el molibdeno (número atómico 42). Tomó la hoja con él a Palermo, donde, junto con el mineralogista Carlo Perrier, llevó a cabo una serie de operaciones químicas complejas. Lograron aislar el nuevo elemento radioactivo en cantidades puros, aunque microscópicas.
El tecnecio es el elemento más ligero de la tabla periódica que no tiene ni un solo isótopo estable. Sus formas «longevas»: Tc-97 (período de semidesintegración de 2,6 millones de años), Tc-98 (4,2 millones de años) y el isótopo más accesible — Tc-99 (período de semidesintegración de 211 000 años).
Al mismo tiempo, el tecnecio natural aún existe en la Tierra. En cantidades insignificantes (aproximadamente 1 nanogramo por tonelada de mineral de uranio) se forma en el proceso de desintegración espontánea del uranio-235. En cualquier momento, hay alrededor de 18 000 toneladas de tecnecio en la corteza terrestre, pero este metal «se disolvió» en grandes volúmenes de rocas.
Propiedades físicas. El tecnecio es un metal de transición plateado-plateado. Su red cristalina en condiciones estándar es hexagonal, es maleable y plástico. Sorprendentemente, a bajas temperaturas, el tecnecio se convierte en superconductor.
Multiplicidad química. El tecnecio tiene estados de oxidación desde −1 hasta +7, y la forma más estable es el tecnecio séptavalente (Tc7+). A pesar de esto, los químicos a menudo lo comparan con el renio. Esta multiplicidad crea problemas graves en la procesamiento de combustible nuclear gastado: reacciones oxidativo-reducción inesperadas con participación de tecnecio complican los procesos de separación de uranio y plutonio.
Actualmente, la mayor cantidad de tecnecio se extrae de los desechos de la industria nuclear — de los combustibles nucleares gastados de los reactores nucleares. La salida del isótopo Tc-99 al dividir el uranio-235 es aproximadamente el 6%. Pero lo que realmente llama la atención no es el Tc-99 largo vivo, sino su isótopo nuclear corto vivo — Tc-99m (m significa metastable, estado nuclear excitado) con un período de semidesintegración de solo 6 horas.
Este isótopo es uno de los pilares de la medicina nuclear moderna. Se producen radiofármacos basados en él para la diagnóstico de tumores malignos, la evaluación del flujo sanguíneo en el corazón y el estudio de las funciones de muchos órganos internos. El mecanismo es el siguiente: Tc-99m emite rayos gamma que se pueden registrar fácilmente con cámaras especiales. El isótopo se introduce en el cuerpo (a menudo enlazado con moléculas que son tropicas para ciertas tejidos) y emite una señal que permite a los médicos «ver» la tumor, el foco de inflamación o el área de isquemia del músculo cardíaco.
El corto período de semidesintegración del radioisótopo permite obtener una imagen precisa y eliminar rápidamente el compuesto del cuerpo, causando el mínimo daño radiológico. Cada año se realizan más de 20 millones de procedimientos diagnósticos con el uso de tecnecio-99m. En Rusia, la producción de generadores de tecnecio-99m es realizada por empresas del división científica de Rosatom.
El tecnecio-99 largo vivo (T1/2 = 211 000 años) representa un problema ambiental grave. Su contenido en el combustible nuclear gastado alcanza cientos de gramos por tonelada. Este isótopo es móvil en el medio ambiente y puede acumularse en objetos biológicos. Por lo tanto, el enterramiento de Tc-99 es una de las tareas al crear depósitos de residuos radiactivos. Su período de semidesintegración y movilidad química hacen buscar matrices específicas para una aislación segura.
Actualmente, el tecnecio sigue siendo un elemento nicho, pero crucial en la medicina diagnóstica. Sin embargo, su potencial es más amplio. El tecnecio es un material prometedor para la fabricación de catalizadores (por ejemplo, para la deshidratación de compuestos orgánicos) y componentes de aleaciones superconductoras de alta temperatura. Además, los químicos están desarrollando métodos para capturar tecnecio de los desechos líquidos radioactivos con sorbentes y nuevos compuestos para medicina nuclear dirigida, incluyendo teranostica (diagnóstico y terapia con una molécula).
En el futuro, es posible que aparezcan nuevos métodos para extraer Tc-99m de los residuos de los reactores y aceleradores, lo que hará que la diagnóstico sea aún más accesible. También es prometedor el uso del isótopo Tc-99 en baterías nucleares para dispositivos que funcionan durante décadas sin recarga.
Conclusión: El elemento 43 de la tabla periódica es un puente entre la genialidad predictiva del siglo XIX y las tecnologías avanzadas del siglo XXI. El tecnecio, el primer elemento artificial sin isótopos estables, es el único metal que se utiliza en millones de diagnósticos médicos anuales en forma de isótopo Tc-99m.
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