På senare tid trodde människor att en atom är en integrerad odelbar partikel. Senare blev det tydligt att den består av en kärna och elektroner som roterar runt den. Samtidigt betraktades den centrala delen igen odelbar och integrerad. Idag vet vi att det består av protoner och neutroner. Beroende på antalet sistnämnda kan samma ämne dessutom ha flera isotoper. Så tritium - vad är det? Vad är det här ämnet, hur får man och använder det?
Tritium - vad är det?
Väte är den enklaste substansen i naturen. Om vi talar om dess vanligaste form, som kommer att diskuteras mer detaljerat nedan, består dess atom endast av en proton och en elektron. Men det kan också ta "extra" partiklar, som något ändrar dess egenskaper. Så, tritiumkärnan består av en proton och två neutroner. Och om protium, det vill säga den enklaste formen av väte, är det vanligaste elementet i universum, kan du inte säga om dess "förbättrade" version - det förekommer i naturen i små mängder.
Väteisotopen tritium (namnet kommer från det grekiska ordet "tredje") upptäcktes 1934 av Rutherford, Olyphant och Hartek. Och faktiskt försökte de hitta honom under mycket lång tid och hårt. Omedelbart efter upptäckten av deuterium och tungt vatten 1932 började forskare att söka efter denna isotop genom att öka känsligheten för spektralanalys i studien av vanligt väte. Men trots allt var deras försök förgäves - även i de mest koncentrerade proverna kunde de inte ens få antydan om närvaron av ett ämne som helt enkelt måste existera. Men i slutändan var sökningen fortfarande framgångsrik - Oliphant syntetiserade elementet med tungt vatten i laboratoriet i Rutherford.
Kort sagt är definitionen av tritium följande: en radioaktiv isotop av väte, vars kärna består av en proton och två neutroner. Så vad är känt om honom?
Om väteisotoper
Det första elementet i det periodiska systemet är samtidigt det vanligaste i universum. Dessutom förekommer det i naturen i form av en av dess tre isotoper: protium, deuterium eller tritium. Den första kärnan består av en proton, som gav den sitt namn. Förresten, detta är det enda stabila elementet som inte har neutroner. Nästa i serien av väteisotoper är deuterium. Atomens kärna består av en proton och en neutron, och namnet går tillbaka till det grekiska ordet "andra".
Även tyngre väteisotoper med massantal från 4 till 7 erhölls också i laboratoriet och deras halveringstid är begränsad till fraktioner av sekunder.
Egenskaperna
Atitmassan för tritium är ungefär 3, 02 a. E. m. När det gäller dess fysiska egenskaper skiljer sig detta ämne nästan inte från vanligt väte, det vill säga att det under normala förhållanden är en lätt gas utan färg, smak och lukt och har hög värmeledningsförmåga. Vid en temperatur på cirka -250 grader Celsius blir det en lätt och strömmande färglös vätska. Området inom vilket det befinner sig i detta tillstånd av aggregering är ganska smalt. Smältpunkten är cirka 259 grader Celsius, under vilken väte blir en snöliknande massa. Dessutom upplöses detta element ganska bra i vissa metaller.
Det finns dock vissa skillnader i egenskaper. För det första har den tredje isotopen mindre reaktivitet, och för det andra är tritium radioaktivt och därför instabilt. Halveringstiden är drygt 12 år. I processen med radiolys, förvandlas den till den tredje heliumisotop med utsläpp av en elektron och antineutrino.
mottagning
I naturen finns tritium i obetydliga mängder och bildas oftast i den övre atmosfären under kollision av kosmiska partiklar och till exempel kväveatomer. Det finns emellertid också en industriell metod för framställning av detta element genom att bestråla litium-6 med neutroner i kärnreaktorer.
Syntesen av tritium i en volym på cirka 1 kilogram kostar cirka 30 miljoner dollar.
användningen av
Så vi lärde oss lite mer om tritium - vad det är och dess egenskaper. Men varför behövs det? Låt oss ta en titt nedan. Enligt vissa rapporter är den globala kommersiella efterfrågan på tritium cirka 500 gram per år och cirka 7 kg spenderas på militära behov.
Enligt American Institute of Energy and Environmental Research producerades 2, 2 centners superheavy väte i USA från 1955 till 1996. Och för 2003 var det totala reserverna för detta element cirka 18 kg. Vad används de för?
För det första är tritium nödvändigt för att upprätthålla stridseffektiviteten för kärnvapen, som, som ni vet, vissa länder fortfarande har. För det andra är termonukleär energi inte komplett utan den. Tritium används fortfarande i vissa vetenskapliga studier, till exempel i geologi med dess naturliga vatten. Ett annat syfte är strömförsörjningen till klockans bakgrundsbelysning. Dessutom pågår experiment för att skapa radioisotopgeneratorer med låg låg effekt, till exempel för att driva autonoma sensorer. I detta fall förväntas deras livslängd vara cirka 20 år. Kostnaden för en sådan generator är cirka tusen dollar.
Smycken med en liten mängd tritium inuti finns också som originella souvenirer. De släpper ut en glöd och ser ganska exotiska ut, särskilt om du vet om det interna innehållet.
fara
Tritium är radioaktivt, detta förklarar en del av dess egenskaper och användningsområden. Dess halveringstid är cirka 12 år, medan helium-3 bildas med utsläpp av antineutrino och en elektron. Under denna reaktion frigörs 18, 59 kW energi och betapartiklar sprider sig i luften. Det kan verka konstigt för lekmannen att en radioaktiv isotop används, säg, för att belysa en klocka, eftersom det kan vara farligt, kan det inte? I själva verket hotar tritium knappast människors hälsa med någonting, eftersom betapartiklar i processen för dess förfall sprider sig till högst 6 millimeter och inte kan övervinna enkla hinder. Detta betyder emellertid inte att det är helt säkert att arbeta med det - intag med mat, luft eller absorption genom huden kan leda till problem. Även om det i de flesta fall utsöndras enkelt och snabbt, är detta inte alltid fallet. Så, tritium - vad är det med tanke på strålningsrisk?
Skyddsåtgärder
Trots att tritiumens låga sönderfallsenergi inte tillåter strålning att allvarligt spridas, så att betapartiklar inte ens kan tränga in i huden, försummar du inte din hälsa. När du arbetar med denna isotop kan du naturligtvis inte använda en strålskyddsdräkt, men grundläggande regler, som stängda kläder och kirurgiska handskar, måste följas. Eftersom den huvudsakliga faran för tritium är vid intag, är det viktigt att stoppa den aktivitet där detta blir möjligt. Resten är ingenting att oroa sig för.
Om det ändå har absorberats i stora mängder i kroppens vävnader kan akut eller kronisk strålningssjukdom utvecklas, beroende på exponeringens varaktighet, dos och regelbundenhet. I vissa fall botas denna sjukdom framgångsrikt, men med omfattande skador är ett dödligt resultat möjligt.
I någon normal kropp finns spår av tritium, även om de är absolut obetydliga och påverkar knappast bakgrundsstrålningen. Tja, för älskare av klockor med lysande händer är nivån flera gånger högre, även om den fortfarande anses vara säker.
