43. Tecnecio

Nos toca estudiar el elemento número 43 de la Tabla Periódica: El tecnecio. Es el primero que vemos que es puramente radiactivo, lo cual significa que no existen isótopos estables de este elemento.

Recomiendo que antes de seguir leyendo le eches un vistazo a las entradas que escribí en su día sobre la radiactividad. Eso te permitirá entender qué narices es todo eso.

El tecnecio es el menor de los elementos sintéticos, que son los elementos que han sido creados artificialmente. Sorprende el bajo número de protones que tiene un elemento tan inestable... Esto tiene que ver con el hecho de que sus isótopos tengan un número impar de neutrones y de protones (Y esto solo pasa con 4 elementos de la Tabla Periódica). Es física cuántica, con lo que creo que no merece la pena profundizar más. Sí merece la pena mencionar que fue el primer elemento sintético en ser descubierto y por ello lo llamaron Tecnecio, porque en griego significa sintético. 

Ahora permíteme que deje AQUÍ el enlace a una tabla de la Wikipedia donde salen todos los isótopos que existen de todos los elementos. Se puede ver, en negro, lo elementos estables. Si te vas al que tiene 43 protones, verás, que tiene unos cuantos isótopos (con diferente número de neutrones) y ninguno está pintado en negro (ninguno es estable). 

Supongo que no hace falta que diga que tardamos mucho tiempo en descubrir un elemento que solo puede crearse en el laboratorio (Bueno, que alguno muy de vez en cuando sí que se crea en la naturaleza, cuando un átomo de uranio de una roca se fisiona espontáneamente o algo similar, pero el número es despreciable). Tecnecio, por cierto, proviene del griego y significa precisamente “artificial”. 

Anteriormente a 1937, este elemento fue descubierto (y varias veces) erróneamente. En aquellos años hubo una verdadera carrera química por descubrirlo, y es que había un hueco en la Tabla Periódica y se buscaba con ahínco el elemento que lo ocupara, pero muchas veces resultó ser otra cosa. Seguían buscando un elemento de propiedades parecidas al manganeso (eka-manganeso), tal y como predijo uno de los padres de la Tabla: Dimitri Mendeleev. El supuesto elemento 43 fue nombrado como davyo, lucio, niponio, masurio y varios nombres más hasta que finalmente sí fue descubierto por Carlo Perrier y Emilio Segrè.

Emilio Segrè

A Carlo y a Emilio les enviaron unas placas de molibdeno desde la Universidad de Berkeley, en California. (Segrè había visitado a Orlando Lawrence, inventor del ciclotrón (el primer acelerador de partículas), que estaba estudiando y mejorando su importante sistema y Emilio le pidió una muestra del molibdeno que utilizaba en el mismo). Lo envió a la Universidad de Palermo y fue allí donde observaron como en el proceso de irradiado de dicha placa se había creado, esta vez sí, el elemento 43. 

Hoy en día existen grandes cantidades de tecnecio en las varillas de combustible nuclear usado. El uranio puede romperse espontáneamente, pero es algo realmente poco común. Dentro de un Reactor nuclear, sin embargo, se producen millones de fisiones, y un 6% aproximadamente de ellas dan lugar a un átomo de tecnecio. 

No quiero dejar de mencionar a Ida y Walter Noddack, unos químicos que acabarían casándose y que creían haber descubierto el elemento 43 en el Berlín de 1925. Lo llamaron masurio. La prueba que realizaron no se ha podido repetir, y aunque algunos sostienen que en realidad sí lo descubrieron, la mayoría de científicos rechazan dicha idea. El mismo Walter se presento ante Segrè, que por cierto era judío, a reclamar su descubrimiento vestido con un uniforme lleno de simbología nazi. Eran tiempos difíciles. Segrè se fue a vivir a California en el 38 donde descubriría otros elementos. Ganó el Premio Nobel de física en 1959 por el descubrimiento del antiprotón.

¿Y para qué puede utilizarse un elemento que no existe más que siendo radiactivo? Pues sobre todo para medicina, concretamente en diagnóstico por la imagen. Como radiotrazador, suele decirse. 

Fue en los años 60 cuando Powell Richards descubrió el potencial que tenía el Tc99m para la medicina. Y es que tiene varias ventajas que lo hacen muy útil. Primero, se elimina rápidamente del cuerpo y su vida media (tiempo en el cual el número de átomos radiactivos se reduce a la mitad) es de tan solo 6´03 horas (eso en el caso del Tc99m. En el caso del Tc99 son 210000 años). Además de eso, el tecnecio decae emitiendo casi siempre una radiación gamma de 140 kev, que, según parece, resulta muy útil para la detección.

El tecnecio (Tc99m, la m es porque está en un estado metaestable (estable, pero no mucho). El molibdeno 99 tras soltar una partícula Beta pasa a ser Tc99m) se mete en la sangre mezclado con algún compuesto específico para la prueba. Por ejemplo, para observar el funcionamiento del riñón se utiliza DTPA (ácido dietileno triamina pentacético) o MGA-3 (Mercaptoacetiltriglicina) y para estudios óseos se utilizan compuestos fosfatados. El tecnecio se genera en los hospitales vía el molibdeno. Es así por la vida tan corta del Tc99m. Dentro del bote viene el molibdeno con aluminio, al que se adhiere el molibdeno, lo que hará fácil su separación. Arriba se coloca el suero, y otro recipiente vacío, donde irá el tecnecio. 

Funcionamiento de un generador de Tc99m. 

La mezcla se distribuye por todo tu cuerpo y se elimina por la orina. Mientras tanto, se hace una Gammagrafía y se ve cómo se ha distribuido el tecnecio, concretamente en las zonas a estudiar. Si un riñón no funciona correctamente, el tecnecio no se verá pasando por él y si tienes una infección en un punto, irá más sangre y por lo tanto más tecnecio allí. Si tienes nódulos en la tiroides, es una de las maneras de estudiarlos. Lo bueno es que en 24 horas, más del 94% del tecnecio ha desaparecido de tu cuerpo. Lo malo es que, aunque no sea mucha, la dosis que se lleva el paciente es para tenerla en cuenta, como también hay que tener muy en cuenta el daño que produciría si, por accidente, se respira polvo de tecnecio. El tecnecio reacciona con el oxígeno, oxidándose rápidamente y llegando incluso a arder en forma de polvo.

Para poner los valores un poco más en contexto, vamos a ver un ejemplo en el que se use tecnecio, ya más que nada por curiosidad, por si quieres profundizar un poco más:

Para una prueba del riñón (o renograma), la dosis inyectada puede ser de unos 5mCi (5 milésimas partes de un curio). Un Curio, a parte del elemento de 96 protones, es una unidad de medida que representa 3´7 x 10E10 desintegraciones por segundo. Es una unidad que, aunque siguen utilizándola los médicos (desconozco el motivo), está en desuso. Ahora se utiliza más el Bequerelio, que es una desintegración por segundo. Osea que 3´7x10E10 Bequerelios equivalen a un Curio. Si te inyectan en el cuerpo 5mCi, esto son 185 millones de desintegraciones por segundo o bequerelios (1´85 x 10E8 Bq). Estos 185 millones, aunque te hace una idea de la actividad de la muestra, no te informa realmente de la dosis que te llevas. Depende del isótopo que te hayan inyectado. No es lo mismo un isótopo que se desintegre 185 millones de veces emitiendo partículas Alfa que uno que emita Gammas de una u otra energía. También depende de su vida media. Una pequeña cantidad de Tecnecio-99, cuya vida media es de 6´03 horas, emitirá 185 millones de rayos Gamma de 140kev (kilo electrón-voltios) por segundo y, como he dicho antes, en 24 horas, solo un 6% de eso (Todavía 11 millones de gammas por segundo). En tres días, dicen, será eliminado completamente.

Existe una unidad, llamada Sievert, que mide precisamente el efecto sobre la salud de los diferentes tipos de radiación. Si en lugar de en mCi, te dieran el valor en Sieverts (algunos lo hacen), sabrías qué dosis te llevas. El sievert es una unidad enorme, hacen falta sólo entre 6 y 10 de ellos, aplicados en un corto periodo de tiempo, para matarte (o casi).

Para saber cuántos Sieverts te llevas a casa, necesitas saber la energía de la radiación que recibes, para lo cual, existe otra unidad, el Gray. Si los grays los multiplicas por un “Factor de ponderación” para cada uno de los tejidos u órganos que reciben la radiación, entonces obtendrás la dosis recibida en Sieverts. Los grays son simplemente unidad de energía por masa de tejido (Julios por kilogramo).

El caso es que para el tecnecio se calcula más o menos una cantidad de microSv por cada millón de bequerelios. Por ejemplo, se estima en unos 5-6 microSv/MBq con un marcador para los huesos o unos 16 microSv/MBq si es para algún órgano tipo pulmón (Depende del órgano, claro. He leído que es mayor la dosis recibida en riñones u ovarios que en hígado o tiroides, para una misma cantidad de tecnecio. Supongo que depende de muchos factores, no obstante). En el caso de 185 MBq, podrían ser casi 3000 microSv de dosis. Esta dosis hay que tenerla en cuenta para las personas que el paciente tenga a su alrededor.

En un paciente a quien suministran 5-7 mCi (Hay fuentes que citan como algo normal que la cantidad de tecnecio sea entre 11 y 30 mCi por prueba, pero desconozco casos en los que haya sido así), la dosis al contacto pasada 1 hora de haberlo inyectado es de 40 microSv/hora. A un metro descendería a unos 12´5 microSv/h. 24 horas después esto puede reducirse hasta 1-2 microSv/h en contacto. No es nada despreciable. Aun así (todo es relativo) es muy poco.

Para que te hagas una idea, y para terminar, voy a poner unas referencias de dosis en diferentes lugares:

- La dosis (aunque varía mucho de un lugar a otro) natural suele ser de 5 microSv/día.

- Un vuelo en avión son unos 5-6 microSv/h.

(https://www.sievert-system.org/?locale=en#Calcul)

- Un trabajador expuesto, por ejemplo en una central nuclear, tiene un límite de 20 mSv/año (20.000 microSv/año).

- Un TAC son 7000 microSv.

- Una radiografía de la columna son 1´5 mSv. (1500 microSv).

- Una mamografía son 400 microSv.

- Una radiografía dental son 5 microSv.

Si has disfrutado con este elemento, el siguiente es mejor: El rutenio.