Légende
  • Halogènes
  • Métaux alcalino-terreux
  • Actinides
  • Gaz nobles
  • Métaux de transition
  • Autres
  • Métaux alcalins
  • Lanthanides
43
Tc
Technétium

Le technétium a été découvert en 1937 par Carlo Perrier et Emilio Segrè. Il est le dernier découvert des éléments manquants du tableau périodique de Mendeleïev. C’est en visitant l’accélérateur de particules de Berkeley, en Californie, le cyclotronique, que Segrè imagina pouvoir créer de nouveaux éléments grâce à ces collisions. Le physicien s’associa avec le minéralogiste Perrier afin de créer l’élément 43 partir du 42, le molybdène.

Données physico-chimiques

Données atomiques

Numéro atomique Masse atomique Configuration électronique Structure cristalline Rayon métallique pour la coordinence 12
43 98 g.mol-1 [Kr] 4d5 5s2 hexagonale compacte de paramètres a = 0,2743 nm et c = 0,4400 nm 136,0 pm

Données physiques

Masse volumique Température de fusion Température d’ébullition Conductibilité électrique Conductibilité thermique Solubilité dans l’eau
11,5 g.cm-3 2 157°C 4 265°C 6,7.106 S.m-1 50,6 W.m-1.K-1 insoluble

Données chimiques

Électronégativité de Pauling
1,9

Données thermodynamiques

Technétium gazeux :

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : 678 kJ.mol-1

DONNÉES INDUSTRIELLES

Le technétium est un élément radioactif, ne possédant aucun isotope stable, prédit par Mendeleïev, sous le nom d’eka-manganèse. Il a été découvert en 1937 par Carlo Perrier et Emilio Segré à l’Université de Palerme, en Silice. Son isotope le plus courant est le 99Tc, dont la période est de 211 100 années et l’activité de 0,62 GBq/g. Il est présent naturellement sur terre à l’état de traces par désintégration radioactive de l’uranium 238 présent dans les minerais d’uranium.

Il est surtout produit artificiellement dans des réacteurs nucléaires et lors d’essais de bombes atomiques.
La fission d’un gramme d’uranium 235 dans un réacteur nucléaire donne 27 mg de 99Tc. Il en est de même pour le plutonium 239. C’est l’un des principaux éléments radioactifs des déchets nucléaires et c’est le plus actif entre 104 et 106 années après leur formation.

Le technétium possède également des isotopes métastables, appelés isomères, dont 99mTc, produit lors de la désintégration radioactive du molybdène 99. La période du 99mTc est de 6 heures avec production de rayons gamma avant de donner 99Tc. C’est cet isotope qui est largement, à 80 %, utilisé lors d’examens par imagerie nucléaire.

Fabrication industrielle

Le précurseur du 99mTc est le molybdène 99, lui même obtenu par fission de l’uranium 235 dans un réacteur nucléaire de recherche. Les échantillons à irradier, constitués par un alliage d’aluminium avec l’uranium, UAl2, UAl3 ou UAl4, placés en sandwich entre deux feuilles d’alliage d’aluminium, sont, en général, fortement, à 95 %, enrichis en uranium 235. Après environ 6 jours d’irradiation, les échantillons sont sortis du réacteur et le 99Mo est extrait après dissolution basique des échantillons puis purifié. Le 99Mo est ensuite, sous forme d’ion molybdate, MoO42- adsorbé sur une colonne d’alumine. La période du 99Mo est de 66 heures. En conséquence l’approvisionnement en 99Mo doit être régulier, une à deux fois par semaine, sous forme d’une « vache à technétium ». Juste avant l’examen, la colonne d’alumine est éluée par du sérum physiologique (solution aqueuse à 0,9 % de NaCl) afin de récupérer le 99mTc sous forme d’ion pertechnetate TcO4. Cet ion afin de le fixer facilement sur les organes cibles peut être lié, avant injection au patient, à diverses molécules spécifiques.

Afin de limiter puis d’éliminer l’utilisation, pour des applications civiles, de l’uranium fortement enrichi en 235U, qui présente des risques de prolifération et d’utilisation malveillante, les producteurs de 99Mo, commencent à adapter leurs installations pour employer de l’uranium faiblement enrichi (à moins de 20 % de 235U). D’autres technologies sont envisagées mais non encore industrialisées. Il s’agit de la capture de neutrons par 98Mo, toujours dans un réacteur nucléaire ou l’emploi d’accélérateurs de particules sur des cibles de 100Mo ou 238U.

Réacteurs produisant du 99Mo : ces réacteurs de recherche produisent également d’autres radio-éléments, effectuent divers essais sur des matériaux et dopent le silicium monocristallin par irradiation. Ces réacteurs sont souvent âgés et en fin de vie. Les réacteurs suivants fournissent 90 % des besoins mondiaux :

  • BR-2 à Mol en Belgique, exploité par le SCK-CEN, a 54 ans.
  • HFR à Petten, aux Pays Bas, exploité par l’Institut de l’énergie de l’Union européenne, a 54 ans. Depuis début 2018, fonctionne avec de l’uranium faiblement enrichi.
  • Safari-1, à Pelindaba, exploité par la Necsa, en Afrique du Sud, a 50 ans, fonctionne avec de l’uranium moins fortement enrichi.
  • Maria, à Swierk-Otwock, en Pologne, a 41 ans.
  • LVR-15 REZ, à Rez, en République tchèque, a 58 ans.
  • Opal, à Sydney, en Australie, a 8 ans.
  • FRM-II, à Munich, en Allemagne, a commencé à livrer du 99Mo en 2019.
  • Par ailleurs, des réacteurs, avec une plus faible production, fonctionnent, en Russie et en Argentine.
  • Le réacteur NRU à Chalk River, au Canada, exploité par le CNL, âgé de 58 ans, et qui assurait environ 40 % de la production mondiale a été arrêté le 31 mars 2018.
  • Le réacteur Osiris, à Saclay, en France, exploité par le CEA, âgé de 49 ans, qui assurait de 3 à 5 % de la production mondiale a été arrêté fin 2015 et doit être remplacé, en 2022, par le futur réacteur Jules Horowicz (RJH), en construction à Cadarache (13).

Producteurs de 99Mo : après une irradiation d’environ 6 jours, les échantillons d’uranium irradié sont dissous en milieu acide ou basique puis le 99Mo est récupéré après une série de purifications et enfin adsorbé dans une colonne d’alumine

Situation française

Le réacteur Osiris, exploité par le CEA, sur le site de Saclay (91) a été arrêté fin 2015. Il produisait du 99Mo expédié à Petten aux Pays-Bas pour être extrait, purifié et conditionné dans des « vaches à technétium » ou à Fleurus, en Belgique pour être extrait et purifié puis réexpédié, à Saclay, en France, à la société CIS-Bio, pour être conditionné dans des « vaches à technétium ».

Le réacteur Jules Horowicz est en construction à Cadarache (13).

Utilisations

Dans le monde, environ 30 millions d’examen par imagerie nucléaire, dont 1,2 million en France, sont pratiqués chaque année et 80 % de ceux-ci font appel au 99mTc. Les États-Unis pratiquent de 40 000 à 50 000 examens par jour et consomment environ la moitié de la production mondiale. Les principaux examens utilisant le 99mTc sont ceux du cœur, des os, de la thyroïde et des glandes salivaires.

Bibliographie

 

×
En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de cookies conformément à notre politique de données personnelles. En savoir plus..