На учёном совете Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН 29 февраля 2024 года научный сотрудник лаборатории химии технеция кандидат химических наук Михаил Волков сделал доклад на тему: «Методы и подходы к химии технеция, основные проблемы и перспективы».

За прошедшие три года в ИФХЭ РАН опубликовано более 30 статей по химии технеция, 90% из них в журналах Q1. С 2023 года Институт занимает первое место в мире по числу публикаций по химии технеция.

Несмотря на то, что соединения технеция и рения в степени окисления (+7) хорошо изучены, в ИФХЭ РАН продолжают делать открытия мирового уровня.

В 2021 году в лаборатории химии технеция ИФХЭ РАН дали ответ на загадку, которую учёные всего мира не могли разгадать в течение 70 лет, расшифровав «красную технециевую кислоту» — первый полиоксоанион технеция с зарядом (-4), состоящий из 20 атомов технеция и 68 атомов кислорода. Технеций в полианионе имеет переменную валентность –—+5 и +7.

В 2022 году в лабораториях химии технеция и анализа радиоактивных материалов ИФХЭ РАН впервые в мире был получен и описан полиоксометаллат рения (+7).

В 2023 году были описаны два новых подтипа нековалентных анион-анионных взаимодействий. Во-первых, это внутримолекулярные анион-анионные взаимодействия, стабилизирующие молекулы полиоксометаллатов рения и технеция. Во-вторых, для перрената гистидиния, синтезированного и изученного при поддержке гранта РНФ №23-73-01068, обнаружены межмолекулярные карбоксилат-перренатные взаимодействия.

В полной мере в радиофармпрепаратах применяются только метастабильный изотоп Тс-99m. Однако это совсем не исчерпывает возможности использования технеция. Например, большие перспективы для использования в ПЭТ-диагностике имеет другой метастабильный изотоп — Тс-94m. Его период полураспада 52 минуты, что очень удобно для клинической практики. Его биохимические свойства и фармакокинетика идентичны таковым для «медицинского» Tc-99m. Поэтому Tc-94m  может быть использован в тех же самых изученных соединениях без необходимости проводить дополнительные исследования.

«В настоящее время мы проводим работы по количественному отделению целевого изотопа Тс-94m от мишенного молибденсодержащего материала. Дополнительными направлениями работ является регенерация обогащённого молибдена, что позволит снизить себестоимость новых радиофармпрепаратов», — сказал Михаил Волков.

Другие возможные применения технеция:

1. Как инертный материал для матрицы захоронения РАО.
2. Как исходных материал для получения рутения-100 при трансмутации в ядерном реакторе.
3. В стандартных источниках бета-излучения метрологического назначения.
4. Узкой перспективной областью применения технеция может быть антикоррозионная защита. Поскольку технеций является выдающимся ингибитором коррозии, низкоконцентрированные растворы пертехнетатов можно использовать для защиты от коррозии закрытых контуров охлаждения ядерных реакторов.

Развиваемые в ИФХЭ РАН направления изучения химии и технологии работы с технецием:

1. Поиск новых химических форм соединений технеция; синтез и анализ новых соединений и изучение их химических и физических свойств. В лаборатории химии технеция ИФХЭ РАН, по данным кембриджской кристаллографической базы данных на декабрь 2023 года, определена структура более 10% всех известных соединений технеция.
2. Получены первые представители комплексов с Тс (+5), не имеющие аналогов в химии рения и технеция.
3. Анализ нековалентных взаимодействий, изучение и выявление новых нековалентных взаимодействий всех типов. Анализ нековалентных взаимодействий в кристаллах помогает предсказывать образование сольватов в растворах и является инструментом прогнозирования мишеней для новых медицинских препаратов.
4. МАЛДИ-спектрометрия соединений рения и технеция. Выявлены пики-маркеры для нескольких классов соединений рения и технеция.
5. Создание новых матриц для захоронений РАО на основе технеция и разработка методов иммобилизации технеция. Разработана методика глубокой очистки технеция от продуктов деления ядерного топлива для его дальнейшей трансмутации.
6. Электрохимические исследования металлического технеция и поведения его соединений в растворах. Изучение каталитической активности технеция и его сплавов для водородной энергетики.
7. Восстанавливается утраченная методика автоклавного синтеза многоядерных кластеров технеция.
8. Новое направление, начатое в 2023 году  получение и выделение перспективных для ПЭТ-диагностики медицинских изотопов Тс-94 и Тс-94m.

«Технеций постоянно накапливается в ядерных реакторах, в количестве 1 кг технеция на 1 т облучённого урана, — подвел итог Михаил Волков. — Наша задача — найти для него самые разные пути применения».

Текст: Ольга Макарова.
Источник: ИФХЭ РАН.