Technetium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Technetium kommt auf der Erde praktisch nicht natürlich vor. Alle seine Isotope sind radioaktiv und zerfallen, selbst die langlebigsten mit Halbwertszeiten von Millionen Jahren. Das ist gemessen am Alter der Erde kurz, und so ist ein Vorrat aus der Entstehungszeit längst verschwunden. Nur winzige Spuren entstehen laufend neu, wenn sich Urankerne in Erzen spontan spalten.

Mendelejew hatte bei seinem Periodensystem eine Lücke unter dem Mangan gelassen und das Element Eka-Mangan genannt. Lange suchte man es vergeblich in Erzen. Die Entdeckung gelang 1937 in Palermo auf Sizilien, und zwar nicht in der Natur, sondern im Labor: Der Physiker Ernest Lawrence in Kalifornien hatte Molybdänfolie in einem Zyklotron mit Deuteronen beschossen und schickte sie dem Physiker Emilio Segrè und dem Mineralogen Carlo Perrier. Diese fanden darin das neue, radioaktive Element. Es war das erste, das ein Mensch künstlich erzeugte.

Dass Technetium dennoch im Weltall vorkommt, zeigte sich später: In den Spektren bestimmter Roter Riesen fand man seine Linien. Dort muss es frisch entstehen, ein Beleg dafür, dass in Sternen Elemente gebildet werden.

Eigenschaften und Reaktionen

Technetium steht in Periode 5 und Gruppe 7, unter dem Mangan. Die Elektronenkonfiguration ist [Kr] 4d⁵ 5s², die Elektronegativität beträgt 1,9. Das Metall hat eine Dichte von 11 g/cm³, schmilzt bei 2157 °C und siedet bei 4265 °C. Als Atommasse wird 98 u angegeben. Der Wert steht für das langlebige Isotop Technetium-98, denn eine natürliche Mischung mit fester Atommasse gibt es nicht. Das Metall ist silbergrau und lässt sich nur in kleinen Mengen untersuchen, weil es strahlt.

Chemisch ähnelt Technetium dem Rhenium, seinem schwereren Nachbarn in der Gruppe, mehr als dem Mangan. Am beständigsten ist es mit der Oxidationszahl plus sieben, im Pertechnetat-Ion TcO₄⁻. Pertechnetat löst sich gut in Wasser und ist farblos. Metallisches Technetium läuft an feuchter Luft langsam an.

Aus Kernreaktoren stammt der größte Teil. Beim Spalten von Uran entsteht Technetium-99 als Spaltprodukt, in abgebrannten Brennelementen sind es mehrere Prozent der Spaltprodukte. Seine Halbwertszeit beträgt rund zweihunderttausend Jahre, es strahlt schwach und gilt in der Endlagerung als Stoff, der im Wasser gut beweglich sein kann.

Verwendung in der Medizin

Im Alltag begegnet man Technetium nicht, wohl aber in der Medizin. Technetium-99m ist ein angeregter Zustand mit einer Halbwertszeit von etwa sechs Stunden. Beim Übergang in den Grundzustand sendet es Gammastrahlung aus, die ein Detektor von außen misst, aber kaum Teilchenstrahlung, die Gewebe stark belastet. Damit lässt sich sehr schonend untersuchen, wie ein Organ arbeitet.

Das Isotop gewinnt man aus Molybdän-99, das in Forschungsreaktoren aus Uran entsteht. Molybdän-99 zerfällt mit einer Halbwertszeit von knapp drei Tagen zu Technetium-99m. Kliniken beziehen deshalb ein Gerät, den Technetium-Generator, aus dem man bei Bedarf das frisch gebildete Technetium abtrennt. Der Stoff wird an eine Trägersubstanz gebunden, die sich im gesuchten Organ anreichert, und per Spritze verabreicht. Eine Kamera zeichnet dann auf, wo die Strahlung herkommt. So untersucht man Knochen auf Entzündungen oder Tumorabsiedlungen, die Durchblutung des Herzmuskels, die Schilddrüse und die Nieren. Weltweit sind es viele Millionen Untersuchungen im Jahr, und Technetium-99m ist das am häufigsten genutzte medizinische Radioisotop.

Wegen der kurzen Halbwertszeit lässt sich Technetium-99m nicht lagern, es muss ständig neu geliefert werden. Die Versorgung hängt deshalb von wenigen Forschungsreaktoren ab, und bei deren Ausfall kam es schon zu Engpässen.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Technetium (Tc)?

Häufige Fragen