Российские химики придумали, как извлекать этот редкий элемент из раствора с помощью электрического тока

Ученые из России разработали дешевую методику извлечения технеция - ценного радиоактивного элемента, который не встречается в природе, - восстанавливая его до металлического состояния с помощью электрического тока. Таким образом его можно извлекать, например, из ядерного топлива. Исследование опубликовал Journal of Electroanalytical Chemistry, кратко об этом пишет пресс-служба РХТУ имени Менделеева.

"У технеция есть множество степеней окисления. К примеру, в смеси, получающейся после облучения молибденовой мишени, он преимущественно находится в своей высшей степени +7. Выделять его лучше всего уже в виде металла со степенью окисления 0 - так с ним дальше можно будет делать что угодно", - прокомментировал разработку один из ее авторов, профессор РХТУ Виталий Кузнецов.

Технеций стал первым химическим элементом, который синтезировали в лаборатории. В природе его практически нет из-за того, что все его изотопы радиоактивны, зато технеция много в отработанном ядерном топливе. Этот элемент использут в ядерной медицине и в ряде других областей, а недавно он начал привлекать внимание физиков, которые изучают сверхпроводимость, а также химиков, которых интересует крайне сложная и необычная химия этого элемента.

Как правило, технеций производят в специализированных реакторах, которые производят другой популярный радиоактивный изотоп - молибден-99. С другой стороны, технеций можно получать и напрямую, перерабатывая отработанное ядерное топливо или извлекая его из мишени из молибдена, которую облучают пучками частиц высоких энергий.

Эта процедура, как объясняет Кузнецов, проходит в несколько стадий. Она очень сложная и дорогая, поскольку для нее нужно много реагентов. Экспериментируя с солями технециевой кислоты, в которых этот металл находится в состоянии окисления +7, российские ученые выяснили, как можно извлечь технеций напрямую из отработанного ядерного топлива или молибденовой мишени.

Сложная химия технеция

"Сам химизм технеция по себе достаточно сложный: у него уйма степеней окисления, склонность к образованию кластерных разновалентных соединений. Например, только недавно ученые разобрались с цветом технециевой кислоты. Долгое время мы считали, что она сама по себе имеет розовую или красную окраску, а недавно выяснилось, что ее красный цвет получается только из-за того, что она частично разлагается с появлением пятивалентного технеция", - пояснил исследователь.

Подобные соединения технеция с высокой степенью окисления, как отмечает Кузнецов, раньше не изучались с точки зрения того, можно ли извлечь из них металл, пропуская через раствор подобных солей электрический ток. Российские ученые провели первые опыты такого рода, показав, что это действительно возможно.

Для этого, однако, нужно использовать в качестве электролита не обычную воду, а растворы солей уксусной кислоты, которые мешают образованию молекул окиси технеция на поверхности электродов. Их появление, как объясняют химики, мешает току и не дает тонкой пленке из аморфного, но почти 100%но чистого технеция формироваться на поверхности платинового электрода.

То, что ученые решили эту задачу, по словам профессора Кузнецова, позволяет задумываться об опытах не на чистых солях технеция, а в более сложных условиях, приближенных к реальности. Подобным образом ученые надеются узнать, можно ли извлекать короткоживущие "медицинские" изотопы технеция. Если это так, исследователи планируют разработать оптимальную технологию их производства.

Подобный технеций, по мнению Кузнецова и его коллег, можно будет использовать не только для медицинских и научных целей, но и для производства синтетического рутения - ценного и редкого металла, который широко используют в электронной промышленности. Последующие опыты, как заключают исследователи, покажут, можно ли воплотить эти планы в жизнь.