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.
Михаил Александрович Волков выступает на учёном совете ИФХЭ РАН
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:
- Как инертный материал для матрицы захоронения РАО.
- Как исходных материал для получения рутения-100 при трансмутации в ядерном реакторе.
- В стандартных источниках бета-излучения метрологического назначения.
- 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:
- 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.
- Получены первые представители комплексов с Тс (+5), не имеющие аналогов в химии рения и технеция.
- 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.
- МАЛДИ-спектрометрия соединений рения и технеция. Выявлены пики-маркеры для нескольких классов соединений рения и технеция.
- 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.
- Электрохимические исследования металлического технеция и поведения его соединений в растворах. Изучение каталитической активности технеция и его сплавов для водородной энергетики.
- Восстанавливается утраченная методика автоклавного синтеза многоядерных кластеров технеция.
- 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.