Tritiu - ce este? Greutatea tritiului

Până de curând oamenii au crezut că un atom este o particulă integrală, indivizibilă. Mai târziu, a devenit clar că el constă dintr-un nucleu și electroni care se rotesc în jurul acestuia. În același timp, partea centrală a fost din nou considerată indivizibilă și integrală. Astăzi știm că este alcătuit din protoni și neutroni. Și, în funcție de numărul celor din urmă, una și aceeași substanță poate avea mai mulți izotopi. Deci, tritiu - ce este? Ce este asta?

Tritiu - ce este?

Hidrogenul este cea mai simplă substanță în natură. Dacă vorbim despre forma sa cea mai comună, care va fi discutată în detaliu mai jos, atunci atomul său constă dintr-un singur proton și un electron. Cu toate acestea, poate accepta particule "extra", care își schimbă oarecum proprietățile. Astfel, nucleul tritiului este alcătuit dintr-un proton și doi neutroni. Și dacă este contraum, aceasta este cea mai simplă formă de hidrogen elementul cel mai comun în univers, atunci despre versiunea sa "îmbunătățită" a acestui lucru nu se poate spune - în natură, se găsește în cantități mici.

Izotopul hidrogenului tritiu (numele provine din cuvântul grecesc "al treilea") a fost descoperit în 1934 de Rutherford, Oliphant și Hartek. Și, de fapt, pentru a găsi acest lucru au încercat foarte mult și greu. Imediat după descoperirea deuteriului și a apei grele în 1932, oamenii de știință au început să caute acest izotop prin creșterea sensibilității analiză spectrală atunci când studiază hidrogenul obișnuit. Cu toate acestea, în ciuda tuturor, încercările lor au fost în zadar - chiar și în probele cele mai concentrate nu a reușit pentru a obține chiar și un indiciu al prezenței unei substanțe care a fost pur și simplu obligată să existe. Dar, în cele din urmă, căutarea a avut succes oricum - Oliphant a sintetizat elementul folosind apă grea în laboratorul din Rutherford.

Pe scurt, definiția tritiului se face după cum urmează: un izotop radioactiv al hidrogenului, al cărui nucleu constă dintr-un proton și doi neutroni. Deci, ce zici de el?

Pe izotopi de hidrogen

Primul element al mesei periodice este, de asemenea, cel mai des întâlnit în univers. În natură, apare sub forma unuia dintre cei trei izotopi ai săi: protium, deuteriu sau tritiu. Nucleul primei formează un proton, care ia dat numele. Apropo, acesta este singurul element stabil lipsit de neutroni. Următoarea din seria de izotopi de hidrogen este deuteriu. Nucleul atomului său constă dintr-un proton și un neutron, iar numele se întoarce la cuvântul grecesc "al doilea".

În laborator s-au obținut izotopi de hidrogen mai grei cu un număr de masă de la 4 la 7. Timpul lor de înjumătățire este limitat la fracții de secunde.

proprietăţi

Masa atomică de tritiu este de aproximativ 3,02 a. Conform proprietăților sale fizice, această substanță nu diferă foarte mult de hidrogenul obișnuit, adică, în condiții normale, este un gaz ușor fără culoare, gust și miros, are o conductivitate termică ridicată. La o temperatură de aproximativ -250 grade Celsius devine un lichid ușor și fluid incolor. Gama în care se află în această stare agregată este destul de îngustă. Punctul de topire este de aproximativ 259 de grade Celsius, sub care hidrogenul devine o masă asemănătoare zăpezii. În plus, acest element se dizolvă destul de bine în unele metale.

Cu toate acestea, există unele diferențe în proprietăți. În primul rând, al treilea izotop are o reactivitate mai scăzută și, în al doilea rând, tritiumul este radioactiv și, prin urmare, instabil. Timpul de înjumătățire este de peste 12 ani. În procesul de radioliză, se transformă în al treilea izotop al heliului cu emisia unui electron și antineutrinos.

recepție

În natură, tritiumul este conținut în cantități mici și se formează cel mai adesea în straturile superioare ale atmosferei în coliziunea particulelor cosmice și, de exemplu, a atomilor de azot. Cu toate acestea, există și o metodă industrială de obținere a acestui element prin iradierea litiului-6 cu neutroni în reactori nucleari.

Sinteza tritiului într-un volum, al cărui masaj este de aproximativ 1 kilogram, costă aproximativ 30 de milioane de dolari.

utilizarea

Deci, am învățat ceva mai mult despre tritiu - ceea ce este și proprietățile sale. Dar de ce este nevoie? Vom înțelege puțin mai jos. Potrivit unor rapoarte, cererea comercială mondială pentru tritiu este de aproximativ 500 de grame pe an, iar aproximativ 7 kg sunt cheltuite pentru nevoile militare.

Potrivit Institutului American pentru Studii de Energie și Mediu, din anii 1955 până în 1996, SUA au produs 2.2 centrale de hidrogen suprasolicitat. Și pentru anul 2003, rezervele totale ale acestui element erau de aproximativ 18 kilograme. Pentru ce sunt folosite?

În primul rând, tritiumul este necesar pentru a menține capacitatea de luptă a armelor nucleare, care, după cum se știe, sunt încă posedate de unele țări. În al doilea rând, ingineria termonucleară nu poate face fără ea. Totuși, tritiumul este folosit în unele studii științifice, de exemplu, în geologie cu ajutorul datei apelor naturale. O altă funcție este alimentarea cu energie a luminii de fundal în ore. În plus, în prezent sunt în desfășurare experimente pentru a crea generatoare de radioizotopi cu putere ultra-scăzută, de exemplu, pentru alimentarea senzorilor autonomi. Este de așteptat ca în acest caz durata lor de viață să fie de aproximativ 20 de ani. Costul unui astfel de generator va fi de aproximativ o mie de dolari.

Ca și suveniruri originale există și lanțuri cheie cu o cantitate mică de tritiu în interior. Ele emit o strălucire și arată mai degrabă exotică, mai ales dacă știți despre conținutul interior.

pericol

Tritiumul este radioactiv, ceea ce explică o parte din proprietățile și utilizările sale. lui timp de înjumătățire este de aproximativ 12 ani, cu formarea de heliu-3 cu emisia de antineutrinos și electroni. În procesul acestei reacții, se eliberează 18,59 kW de energie și particulele beta se răspândesc în aer. Ar putea părea ciudat observatorului că un izotop radioactiv este folosit, de exemplu, pentru iluminarea într-un ceas, pentru că poate fi periculos, nu-i așa? De fapt, tritiul greu ameninta sanatatea umana, deoarece particulele beta se raspandesc cu maxim 6 milimetri in procesul dezintegrarii si nu pot depasi cele mai simple bariere. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că lucrul cu acesta este absolut sigur - orice ingerare cu alimente, aer sau absorbție prin piele poate duce la probleme. Deși în majoritatea cazurilor este ușor și rapid de ieșire, nu se întâmplă întotdeauna. Deci, tritiu - ceea ce este în ceea ce privește riscul de radiații?

Măsuri de protecție

În ciuda faptului că degradarea energetică scăzută de tritiu nu permite radiații să se răspândească în mod serios, particulele astfel încât beta nu pot fi depășite chiar și pielea, nu ar trebui să neglijeze sănătatea ta. Atunci când se lucrează cu acest izotop poate, desigur, nu utilizează costume de protecție împotriva radiațiilor, dar regulile de bază, cum ar fi îmbrăcăminte închisă și mănuși chirurgicale, trebuie să respectați. Deoarece principalul pericol de tritiu este prin ingestie, este important să se oprească activitatea la care devine posibilă. În rest, nu este nimic de îngrijorat.

În cazul în care, cu toate acestea, este în număr mare înscriși în țesuturile organismului, pot dezvolta boala acuta sau cronica radiatii depinde de durata, doza și frecvența de expunere. În unele cazuri, această afecțiune este vindecată cu succes, dar cu leziuni extinse este posibil un rezultat fatal.

În orice organism normal există urme de tritiu, deși ele sunt absolut nesemnificative și nu afectează greu radiații. Ei bine, în iubitorii de ceasuri cu săgeți luminoase, nivelul lor este de câteva ori mai mare, deși este încă considerat sigur.

Super Heavy Water

Tritiumul, ca și hidrogenul obișnuit, poate forma noi substanțe. În special, acesta intră în molecula apei așa-numite super-grele (super-grele). Proprietățile acestei substanțe nu diferă prea mult de habitualul H₂O. Având în vedere că apa tritiată poate fi, de asemenea, implicate în metabolismul, are o toxicitate destul de mare și este afișat timp de zece zile, timp în care țesutul poate obține grad destul de ridicat de expunere. Și, deși această substanță este mai puțin periculoasă în sine, este mai periculoasă datorită perioadei în care se află în organism.