Technetium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Tc und der Ordnungszahl 43. Es kommt auf der Erde natürlicherweise vor, wenn auch in sehr geringen Mengen. Technetium war das erste künstlich hergestellte Element und erhielt deswegen seinen aus dem altgriechischen Wort („künstlich“, Ableitung von ) hergeleiteten Namen.
Es zählt zu den Übergangsmetallen, im Periodensystem steht es in der 5. Periode und der 7. Nebengruppe (Gruppe 7) oder Mangangruppe.
Technetium (43) besitzt keine stabilen Isotope. Alle Technetium-Isotope sind radioaktiv, das heißt, sämtliche Atomkerne mit 43 Protonen sind instabil und zerfallen. Technetium und das schwerere Promethium (61) sind die einzigen Elemente mit einer kleineren Ordnungszahl als Bismut (83), die keine stabilen Isotope aufweisen.
Geschichte Viele Jahre gab es in dem von dem russischen Chemiker Dmitri Mendelejew vorgeschlagenen Periodensystem der Elemente eine Lücke zwischen den Elementen Molybdän (42) und Ruthenium (44), die auf ein bisher unidentifiziertes Element hinwies. Mendelejew selbst gab ihm den Namen Eka-Mangan (zusammengesetzt aus für „eins“ und Mangan, entsprechend seiner Position im Periodensystem „eine Zeile unterhalb von Mangan“) und sagte mit guter Näherung unter anderem seine Masse voraus. In der Folgezeit versuchten zahlreiche Forscher, das fehlende Element zu entdecken; seine Position im Periodensystem stärkte die Annahme, dass es leichter zu finden sei als andere, noch unentdeckte Elemente mit höheren Ordnungszahlen.
mini|ohne|hochkant=2.5|Mendelejews Periodensystem von 1871 mit einer Lücke für Technetium in Reihe 6, hinter Molybdän
Fehlgeschlagene Entdeckungen Die Anzahl der vermeintlichen Nachweise des Elements sowie der mit dem Element in Verbindung gebrachten Entdeckungen ist ungewöhnlich groß. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Tc als Radioelement in der Natur nur in extrem niedrigen Konzentrationen vorliegt. Die erste vermeintliche Entdeckung, die mit Technetium in Verbindung gebracht wurde, ist die von Polinium 1828 durch Gottfried Osann. Dieser meinte, neben der tatsächlichen Entdeckung des Rutheniums, auch ein Element entdeckt zu haben, das er Polinium nannte. Es stellte sich allerdings bald heraus, dass es sich bei dem Fund um unreines Iridium handelte. Aufgrund der Lage im damals noch nicht vollständig bekannten Periodensystem wurde die Entdeckung mit Technetium in Verbindung gebracht.B. T. Kenna: The Search for Technetium in Nature. In: Journal of Chemical Education. 39 (2), 1962, S. 436–442; doi:10.1021/ed039p436.Norman E. Holden: History of the Origin of the Chemical Elements and Their Discoverers. Brookhaven National Laboratory; abgerufen am 5. Mai 2009.
Das nächste vermeintliche Element, das für das spätere Technetium gehalten wurde, war das 1846 entdeckte Ilmenium. Über dieses, angeblich dem Niob und Tantal ähnliche Element (wahrscheinlich war es unreines Niob) wurde von seinem Entdecker Hans Rudolph HermannR. Hermann (1846): Untersuchungen russischer Mineralien (7. Fortsetzung) 28) Ueber Ilmenium, ein neues Metall, auch über Titan, Tantal und Niobium, so wie über Aeschynit, Ytteroilmenit und Columbit. Journal für Praktische Chemie 38(1) Seiten 91–123. 30 Jahre nach der Entdeckung und unter Einbeziehung des inzwischen etablierten Periodensystems behauptet, es sei das fehlende Eka-Mangan. Auch das 1847 von Heinrich Rose vermeintlich gefundene Pelopium wurde für Technetium gehalten.Frederik A. A. de Jonge, Ernest K. J. Pauwels: Technetium, the missing element. In: European Journal of Nuclear Medicine. 23 (3), 1996, S. 336–344; doi:10.1007/BF00837634.
Die erste Fehlentdeckung, bei der tatsächlich nach dem fehlenden Element mit der Ordnungszahl 43 gesucht wurde, war das Davyum. 1877 meldete der russische Chemiker Serge Kern die Entdeckung des fehlenden Elements in Platin-Erz und gab dem vermeintlichen Element nach dem englischen Chemiker Sir Humphry Davy den Namen Davyum.Serge Kern: LE NOUVEAU MÉTAL «LE DAVYUM». In: La Nature. Nr. 234, 24. November 1877, S. 401–402. Der Fund stellte sich jedoch als Mischung aus Iridium, Rhodium und Eisen heraus.
Eine weitere vermeintliche Entdeckung fand im Jahr 1896 mit Lucium statt, dabei handelte es sich jedoch um Yttrium. Schließlich schloss der japanische Chemiker Masataka Ogawa aus der Analyse eines Minerals auf die Anwesenheit von Nipponium (benannt nach Nippon, dem japanischen Wort für Japan), das er für das Element mit der Ordnungszahl 43 hielt.H. K. Yoshihara: Discovery of a new element 'nipponium': re-evaluation of pioneering works of Masataka Ogawa and his son Eijiro Ogawa. In: Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. 59 (8), 2004, S. 1305–1310; doi:10.1016/j.sab.2003.12.027. Spätere Analysen deuteten stattdessen auf Rhenium hin.
Irrtümlicher Nachweis durch Noddack, Tacke und Berg Die deutschen Chemiker Walter Noddack, Ida Tacke und Otto Berg berichteten im Jahr 1925 von der Entdeckung des Elements 43 und gaben ihm den Namen Masurium, abgeleitet von Masuren, der Heimat von Walter Noddack.Hans Zettler: Masurium – ein Name, den keiner mehr nennt. Warum das Element 43 Technetium heißt. Rehabilitation von W. Noddack und I. Tacke. In: FAZ. 22. Februar 1989. Die Gruppe beschoss an der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt Berlin das Mineral Columbit mit einem Elektronenstrahl und schloss aus den Röntgenspektren auf die Anwesenheit von Element 43. Das beobachtete Signal war jedoch nahe an der Nachweisgrenze und konnte von anderen Arbeitsgruppen zu dieser Zeit nicht reproduziert werden. Eine präparative Reindarstellung gelang – im Einklang mit der Mattauchschen Isobarenregel – nicht. Die Entdeckung wurde deshalb nicht anerkannt.John T. Armstrong: Technetium. In: Chemical & Engineering News. 2003.Kevin A. Nies: Ida Tacke and the warfare behind the discovery of fission. 2001, abgerufen am 5. Mai 2009. Noch im Jahr 1933 verwendeten etliche Artikel über die Entdeckung der Elemente den Namen Masurium (Symbol: Ma) für das Element 43.Mary Elvira Weeks: The Discovery of the Elements, XX: Recently Discovered Elements. In: Journal of Chemical Education. 10, 1933, S. 161–170; doi:10.1021/ed010p161.
In den Jahren zwischen 1988 und 2005 wurde die Zurückweisung der Entdeckung wiederholt in Frage gestellt. Der Physiker van Assche nahm zunächst eine Revision der originalen Photoplatte der Noddacks vor und kam zu dem Schluss, dass 1925 tatsächlich ein Nachweis natürlich vorkommenden Technetiums aus der Spontanspaltung von 238U (die Hauptquelle der geringen Mengen natürlich auf Erden vorkommenden Technetiums) gelungen sein könnte.Pieter H. M. Van Assche: The ignored discovery of the element Z = 43; Nuclear Physics A, 1988, 480 (2), S. 205–214; doi:10.1016/0375-9474(88)90393-4. John T. Armstrong vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology simulierte später die Experimente mit einem Computer und kam zu vergleichbaren Resultaten wie Noddack, Berg und Tacke. Unterstützung kam durch eine Arbeit von David Curtis vom Los Alamos National Laboratory, der das sehr geringe natürliche Vorkommen von Technetium mit den Methoden von Noddack, Tacke und Berg nachwies. Die Debatte über die umstrittene Erstentdeckung schien daher kurzzeitig wieder offen.Roberto Zingales: From Masurium to Trinacrium: The Troubled Story of Element 43. In: Journal of Chemical Education. 82, 2005, S. 221–227; doi:10.1021/ed082p221. Wenig später wurde der bis dahin jüngste Bericht über eine „Rehabilitierung“ jedoch wieder zurückgenommen und die neuerlichen Irrtümer klar benannt.Fathi Habashi: The History of Element 43—Technetium und Entgegnung von Roberto Zingales in: Journal of Chemical Education. 83, 2006, S. 213; doi:10.1021/ed083p213.1. Es war inzwischen klar geworden, dass die Nachweisgrenze der röntgenanalytischen Methode der Noddacks nicht ausreichte, um natürlich vorkommende Technetium-Spuren zu erfassen.P. K. Kuroda: A Note on the Discovery of Technetium; Nuclear Physics A, 1989, 503, S. 178–182; doi:10.1016/0375-9474(89)90260-1.Günter Herrmann: Technetium or masurium — a comment on the history of element 43; Nuclear Physics A, 1989, 505, S. 352–360; doi:10.1016/0375-9474(89)90379-5.
Nachweis durch Segrè und Perrier mini|hochkant|Emilio Segrè
1937, 66 Jahre nachdem Dmitri Mendelejew viele der Eigenschaften des Technetiums vorhergesagt hatte, wurde das Element schließlich auf unumstrittene Weise nachgewiesen. Emilio Segrè und Carlo Perrier, beide an der Universität Palermo tätig, isolierten das neue Element aus einer mit Deuteronen bombardierten Molybdänfolie, die Segrè zu Anfang des Jahres von Ernest Lawrence von der University of California, Berkeley, USA, erhalten hatte: ^{96}_{42}Mo + ^2_1D -> ^{97}_{43}Tc + ^1_0n Molybdän wird mit Deuteronen unter Neutronenemission zu Technetium umgesetzt.
Segrè und Perrier benannten das erste künstlich hergestellte Element nach dem griechischen Wort (Transkription ) für „künstlich“ als TechnetiumJohn Emsley: Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press, New York 2001, ISBN 0-19-850340-7, S. 422–425.C. Perrier, E. Segrè: Technetium: The Element of Atomic Number 43. In: Nature. 159, 1947, S. 24; doi:10.1038/159024a0. und gingen damit nicht auf Wünsche von Verantwortlichen der Universität Palermo ein, die nach dem lateinischen Wort für Palermo, Panormus, stattdessen den Namen Panormium vorgeschlagen hatten.
Nuklearmedizinische Anwendungen alternativtext=Draufsicht auf das Becken des Forschungsreaktors RA-3 (CNEA, Argentinien) während der Produktion von Molybdän-99|mini|Draufsicht auf das Becken des Forschungsreaktors RA-3 (CNEA, Argentinien) während der Produktion von Molybdän-99
Powell Richards veröffentlichte im Juni 1960 die erste Studie zur Anwendung des Kernisomers 99mTc (Halbwertszeit 6 h) in der Nuklearmedizin. 99mTc wird mittels Technetium-99m-Generatoren aus dem stabileren 99Mo (Halbwertszeit 66 h) gewonnen. Die erste Methode zur wirtschaftlichen Trennung von 99Mo und 99mTc wurde in den 1960er-Jahren von den US-amerikanischen Forschern Walter Tucker und Margaret Green am Brookhaven National Laboratory entwickelt.
Der Forschungsreaktor FRM II in München stellt mit der Bestrahlung von Uranplättchen einen signifikanten Anteil des weltweiten Verbrauchs von Molybdän Mo-99 als Vorprodukt für Technetium-99 her. Seit 2015 deckt FRM II den deutschen Bedarf (etwa 10 % der weltweiten Produktion), seit 2019 etwa 50 % des europäischen Bedarfs. Weitere Reaktoren und Anlagen sind in Frankreich, in den Niederlanden, in Belgien und in Kanada im Einsatz. Neue Einrichtungen werden hier nötig, nachdem diese Anlagen ihre Lebensdauer überschritten haben bzw. haben werden.
Vorkommen Außerirdisches Vorkommen