Tritium - co to je? Hmotnost trícia

Docela nedávno lidé věřili, že atom je integrální, nedělitelná částice. Později se ukázalo, že se skládá z jádra a elektronů, které se kolem něj otáčejí. Zároveň byla centrální část opět považována za nedělitelnou a integrální. Dnes víme, že se skládá z protónů a neutronů. A v závislosti na počtu těchto látek může jedna a tatáž látka mít několik izotopů. Takže tritium - co je to? Co to je?

Tritium - co to je?

Vodík je nejjednodušší složkou v přírodě. Když hovoříme o nejběžnější formě, která bude podrobněji popsána níže, pak její atom se skládá pouze z jednoho protonu a jednoho elektronu. Může však také přijmout "extra" částice, které poněkud mění své vlastnosti. Proto jádro tritia sestává z protonu a dvou neutronů. A pokud je protium, to je nejjednodušší forma vodíku nejběžnějším prvkem ve vesmíru, pak o jeho "vylepšené" verzi tohoto nelze říci - v přírodě se nachází v malých množstvích.

Izotop vodíku tritium (jméno pochází z řeckého slova "třetí") byl objeven v roce 1934 Rutherford, Oliphant a Hartek. A ve skutečnosti se je snažili najít velmi dlouho a tvrdě. Bezprostředně po objevení deuteria a těžké vody v roce 1932 začali vědci hledat tento izotop zvýšením citlivosti spektrální analýza při studiu běžného vodíku. Nicméně, navzdory všemu, jejich pokusy byly marné - dokonce ani v nejkoncentrovanějších vzorcích nebylo možné získat ani náznak přítomnosti látky, která byla prostě povinna existovat. Ale nakonec bylo hledání úspěšné - Oliphant syntetizoval prvek pomocí těžká voda v laboratoři Rutherford.

Stručně, definice tritia zní takto: radioaktivní izotop vodíku, jádro kterého tvoří protón a dva neutrony. Takže co s ním?

Na izotopy vodíku

První prvek periodické tabulky je také nejběžnější ve vesmíru. V přírodě se vyskytuje ve formě jednoho z jeho tří izotopů: protium, deuterium nebo tritium. Jádro prvního se skládá z jednoho protonu, který mu dal jméno. Mimochodem, je to jediný stabilní prvek, který postrádá neutrony. Dalším z řady izotopů vodíku je deuterium. Jádro jeho atomu se skládá z protónu a neutronu a jméno se vrací k řeckému slovu "druhé".

V laboratoři byly získány i těžší izotopy vodíku s hmotnostním číslem od 4 do 7. Jejich poločas je omezen na zlomky sekund.

Vlastnosti

Atomová hmotnost tritia je přibližně 3,02 a. Podle jeho fyzikálních vlastností se tato látka sotva liší od obyčejného vodíku, tj. Za normálních podmínek je lehký plyn bez barvy, chuti a zápachu, má vysokou tepelnou vodivost. Při teplotě kolem -250 stupňů Celsia se stává snadná a tekutá bezbarvá kapalina. Rozsah, v němž je v tomto agregovaném stavu, je poměrně úzký. Teplota tání je asi 259 stupňů Celsia, pod níž se vodík stává sníhovou hmotou. Tento prvek se navíc u některých kovů poměrně dobře rozpouští.

Nicméně existují určité rozdíly ve vlastnostech. Za prvé, třetí izotop má nižší reaktivitu a za druhé, tritium je radioaktivní a proto nestabilní. Poločas je přes 12 let. Při procesu radiolýzy se mění na třetí izotop hélia s emisí elektronu a antineutrinu.

Příjem

V přírodě je tritium obsaženo v malých množstvích a tvoří se nejčastěji v horních vrstvách atmosféry při srážce kosmických částic a například s atomy dusíku. Existuje však také průmyslový způsob získání tohoto prvku ozařováním lithium-6 s neutrony v jaderné reaktory.

Syntéza tritia v objemu, jehož hmotnost je asi 1 kilogram, stojí asi 30 milionů dolarů.

Použijte

Tak jsme se trochu dozvěděli o tritiu - co je to a jeho vlastnosti. Ale proč je to zapotřebí? Pochopíme to trochu níže. Podle některých zpráv je celosvětová komerční poptávka po tritiu asi 500 gramů ročně a asi 7 kg se vynakládá na vojenské potřeby.

Podle amerického Institutu energetiky a studií o životním prostředí USA, od roku 1955 do roku 1996, vyráběly USA 2,2 stupňů superheavy vodíku. A pro rok 2003 činily celkové rezervy tohoto prvku asi 18 kilogramů. Na co se používají?

Za prvé, trýcium je nezbytné k udržení bojové schopnosti jaderných zbraní, které jsou, jak je známo, stále v některých zemích. Za druhé, termonukleární energetika nemůže bez toho udělat. Stále tritium se používá v některých vědeckých studiích, například v geologii s jeho pomoci datovat přírodní vody. Další funkcí je napájení podsvícení v hodinách. Kromě toho jsou v současné době prováděny pokusy o vytvoření generátorů radioizotopů s mimořádně nízkým výkonem, například pro napájení autonomních čidel. Očekává se, že v tomto případě bude jejich životnost asi 20 let. Náklady na takový generátor budou asi tisíc dolarů.

Jako originální suvenýry jsou také klíčenky s malým množstvím tritia uvnitř. Vyzařují záře a vypadají poněkud exoticky, zvláště pokud víte o vnitřním obsahu.

Nebezpečí

Tritium je radioaktivní, což vysvětluje část jeho vlastností a použití. Jeho poločas je asi 12 let, s tvorbou hélia-3 s emisemi antineutrinos a elektronů. Při této reakci se uvolní 18,59 kW energie a částice beta se rozptýlí ve vzduchu. Připadá mi divné, že radioaktivní izotop je používán, například, pro osvětlení hodin, protože to může být nebezpečné, ne? Ve skutečnosti tritium sotva ohrožuje lidské zdraví, protože částice beta se v procesu rozpadu šíří maximálně o 6 milimetrů a nemohou překonat nejjednodušší bariéry. To však neznamená, že práce s ním je naprosto bezpečná - jakékoli požití s ​​jídlem, vzduchem nebo vstřebáváním kůží může vést k problémům. Přestože je ve většině případů snadno a rychle vydáván, nedochází vždy. Takže tritium - co je to z hlediska radiačního nebezpečí?

Ochranná opatření

Navzdory skutečnosti, že malá energie rozkladu tritia nedovoluje, aby se záření šířilo vážně, takže částice beta nemohou překonat ani kůži, nezanedbávají vaše zdraví. Při práci s tímto izotopem, samozřejmě, nemůžete použít ochranný oblek proti radiaci, ale musí být dodrženy základní pravidla, jako je uzavřené oblečení a chirurgické rukavice. Vzhledem k tomu, že hlavní nebezpečí tritia je při požití, je důležité zastavit aktivitu, při níž to bude možné. Ve zbytku se nemusíte bát.

Pokud přesto vnikne velké množství do tkání těla, může se vyvinout akutní nebo chronická radiační nemoc, v závislosti na délce, dávce a pravidelnosti expozice. V některých případech je toto onemocnění úspěšně vyléčeno, avšak s rozsáhlými lézemi je možný fatální výsledek.

V jakémkoli normálním organismu jsou stopy tritia, ačkoli jsou naprosto bezvýznamné a mají jen obtíž pozadí záření. No, u milovníků hodinek se svítícími šípy, je jeho úroveň několikanásobně vyšší, i když je stále považována za bezpečnou.

Super těžká voda

Tritium, podobně jako obyčejný vodík, může tvořit nové látky. Zejména vstupuje do molekuly tzv. Superheavy (super-těžké) vody. Vlastnosti této látky se příliš neliší od obvyklého H₂O. Zatímco tritiová voda se může také podílet na metabolismu, vyznačuje se poměrně vysokou toxicitou a vylučuje se během desetidenní periody, kdy tkáně mohou dostat poměrně vysoký stupeň ozařování. A ačkoliv je tato látka méně nebezpečná sama o sobě, je nebezpečnější kvůli době, kdy je v těle.