Nylig trodde folk at et atom er en integrert udelbar partikkel. Senere ble det klart at den består av en kjerne og elektroner som roterer rundt den. Samtidig ble den sentrale delen igjen betraktet som udelelig og integrert. I dag vet vi at det består av protoner og nøytroner. Avhengig av antall sistnevnte, kan det samme stoffet ha flere isotoper. Så tritium - hva er det? Hva er dette stoffet, hvordan få og bruke det?
Tritium - hva er det?
Hydrogen er det enkleste stoffet i naturen. Hvis vi snakker om dets vanligste form, som vil bli diskutert mer detaljert nedenfor, består atomet av bare ett proton og ett elektron. Imidlertid kan det også ta "ekstra" partikler, som noe endrer egenskapene. Så, tritiumkjernen består av et proton og to nøytroner. Og hvis protium, det vil si den enkleste formen for hydrogen, er det mest tallrike elementet i universet, kan du ikke si om den "forbedrede" versjonen - den forekommer i naturen i små mengder.
Hydrogenisotopen tritium (navnet kommer fra det greske ordet "tredje") ble oppdaget i 1934 av Rutherford, Olyphant og Hartek. Og faktisk prøvde de å finne ham i veldig lang tid og hardt. Rett etter oppdagelsen av deuterium og tungt vann i 1932 begynte forskere å søke etter denne isotopen ved å øke følsomheten til spektralanalyse i studien av vanlig hydrogen. Til tross for alt var forsøkene deres forgjeves - selv i de mest konsentrerte prøvene kunne de ikke engang få et snev av tilstedeværelsen av et stoff som ganske enkelt måtte eksistere. Men til slutt var søket fremdeles vellykket - Oliphant syntetiserte elementet ved hjelp av tungt vann i laboratoriet til Rutherford.
Kort sagt er definisjonen av tritium som følger: en radioaktiv isotop av hydrogen, hvis kjerne består av en proton og to nøytroner. Så hva er kjent om ham?
Om hydrogenisotoper
Det første elementet i det periodiske systemet er samtidig det vanligste i universet. I naturen forekommer den dessuten i form av en av de tre isotoper: protium, deuterium eller tritium. Den første kjernen består av ett proton, som ga det navnet. For øvrig er dette det eneste stabile elementet som ikke har nøytroner. Den neste i serien med hydrogenisotoper er deuterium. Atomkjernen består av et proton og et nøytron, og navnet går tilbake til det greske ordet "andre".
Enda tyngre hydrogenisotoper med massetall fra 4 til 7 ble også oppnådd på laboratoriet, og deres halveringstid er begrenset til brøkdel av sekunder.
Egenskapene
Atommassen til tritium er omtrent 3, 02 a. E. m. Når det gjelder dets fysiske egenskaper, er dette stoffet nesten ikke forskjellig fra vanlig hydrogen, det vil si at under normale forhold er det en lett gass uten farge, smak og lukt, og har høy varmeledningsevne. Ved en temperatur på omtrent -250 grader celsius blir det en lett og flytende fargeløs væske. Området innen det er i denne tilstanden av aggregering er ganske smalt. Smeltepunktet er omtrent 259 grader celsius, under hvilket hydrogen blir en snølignende masse. I tillegg oppløses dette elementet ganske bra i noen metaller.
Imidlertid er det noen forskjeller i egenskaper. For det første har den tredje isotopen mindre reaktivitet, og for det andre er tritium radioaktivt og derfor ustabilt. Halveringstiden er litt over 12 år. I prosessen med radiolys blir det til den tredje heliumisotop med utslipp av et elektron og antineutrino.
mottak
I naturen er tritium inneholdt i ubetydelige mengder og dannes oftest i den øvre atmosfæren under kollisjonen av kosmiske partikler og for eksempel nitrogenatomer. Imidlertid er det også en industriell metode for å fremstille dette elementet ved bestråling av litium-6 med nøytroner i atomreaktorer.
Syntese av tritium i et volum på omtrent 1 kilogram koster rundt 30 millioner dollar.
bruk av
Så, vi lærte litt mer om tritium - hva det er og dets egenskaper. Men hvorfor trengs det? La oss ta en titt nedenfor. I følge noen rapporter er den globale kommersielle etterspørselen etter tritium omtrent 500 gram per år, og rundt 7 kilo brukes på militære behov.
I følge American Institute of Energy and Environmental Research ble 2, 2 sentre superheavy hydrogen produsert i USA fra 1955 til 1996. Og for 2003 var de totale reservene til dette elementet omtrent 18 kilo. Hva brukes de til?
For det første er tritium nødvendig for å opprettholde kampeffektiviteten til atomvåpen, som du vet noen land fortsatt har. For det andre er termonukleær energi ikke komplett uten den. Fortsatt brukes tritium i noen vitenskapelige studier, for eksempel i geologi med dets naturlige vann. Et annet formål er strømforsyningen til bakgrunnsbelysningen. I tillegg pågår eksperimenter for å lage radioisotopgeneratorer med lav lav effekt, for eksempel for å drive autonome sensorer. Det forventes at levetiden i dette tilfellet vil være omtrent 20 år. Kostnaden for en slik generator vil være omtrent tusen dollar.
Dekorasjoner med en liten mengde tritium inni finnes også som originale suvenirer. De gir ut en glød og ser ganske eksotiske ut, spesielt hvis du vet om det interne innholdet.
fare
Tritium er radioaktivt, dette forklarer en del av dens egenskaper og bruksområder. Halveringstiden er omtrent 12 år, mens helium-3 dannes med utslipp av antineutrino og et elektron. Under denne reaksjonen frigjøres 18, 59 kW energi og betapartikler forplanter seg i luften. Det kan virke rart for lekmannen at en radioaktiv isotop brukes, for eksempel, for å belyse en klokke, fordi det kan være farlig, kan det ikke? Faktisk truer tritium neppe menneskers helse med noe, siden beta-partikler i prosessen med forfallet spres til maksimalt 6 millimeter og ikke kan overvinne enkle hindringer. Dette betyr imidlertid ikke at det er helt trygt å jobbe med det - inntak av mat, luft eller absorpsjon gjennom huden kan føre til problemer. Selv om det i de fleste tilfeller skilles ut raskt og raskt, er dette ikke alltid tilfelle. Så, tritium - hva er det med tanke på strålingsfare?
Vernetiltak
Til tross for at tritium med lite forfall ikke tillater stråling å spre seg alvorlig, slik at beta-partikler ikke en gang kan trenge inn i huden, må du ikke forsømme helsen din. Når du arbeider med denne isotopen, kan du selvfølgelig ikke bruke en strålebeskyttelsesdrakt, men grunnleggende regler, som lukkede klær og kirurgiske hansker, må overholdes. Siden hovedfaren for tritium er ved inntak, er det viktig å stoppe aktiviteten der dette blir mulig. Resten er ingenting å bekymre seg for.
Hvis den allikevel har blitt absorbert i store mengder i vevene i kroppen, kan det oppstå akutt eller kronisk strålingssyke, avhengig av varighet, dose og regelmessighet av eksponeringen. I noen tilfeller helbredes denne lidelsen, men med omfattende lesjoner er et dødelig utfall mulig.
I noen normal kropp er det spor av tritium, selv om de er absolutt ubetydelige og knapt påvirker bakgrunnsstrålingen. For elskere av klokker med lysende hender er nivået flere ganger høyere, selv om det fremdeles anses som trygt.
