Tritium - co je to? Hmotnost trícia

Až docela nedávno lidé věřili, že atom je integrální, nedělitelná částice. Později bylo jasné, 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 mít jedna a tatáž látka několik isotopů. Takže tritium - co to je? Co je to látka, jak ji dostat a jak ji používat?

Tritium - co je to?

Vodík je nejjednodušší přírodní látka. Pokud 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 protium, to je nejjednodušší forma vodíku - je nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru, pak nemůžete říci o své "vylepšené" verzi - v přírodě se vyskytuje 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 to pokoušelo velmi dlouho a tvrdě. Ihned po objevení deuteria a těžké vody v roce 1932 začali vědci hledat tento izotop zvýšením citlivosti spektrální analýzy ve studiu obyčejného vodíku. 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 těžké vody v laboratoři Rutherford.

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

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. Další z řady izotopů vodíku je deuterium. Jádro jeho atomu se skládá z protonu 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 frakce sekund.

Vlastnosti

Atomová hmotnost tritia je asi 3,02 a. Podle svých fyzikálních vlastností se tato látka sotva liší od běžného vodíku, tj. Za normálních podmínek je lehký plyn bez barvy, chuti a zápachu a má vysokou tepelnou vodivost. Při teplotě asi -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 sněhovou hmotou. Tento prvek se navíc u některých kovů poměrně dobře rozpouští.

Nicméně existují určité rozdíly ve vlastnostech. Za prvé, třetí izotop má menší 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 průmyslová metoda pro získání tohoto prvku ozařováním lithia-6 s neutrony v jaderných reaktorech.

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

Použijte

Takže 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 obchodní poptávka po tritiu asi 500 gramů ročně a asi 7 kg se vynakládá na vojenské potřeby.

Podle amerického institutu pro energetiku a environmentální studia, od roku 1955 do roku 1996 v USA, se vyráběly 2,2 centrály 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 probíhají 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. Cena takového generátoru bude 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, zatímco helium-3 je tvořen emisí antineutrinu a elektronů. Při této reakci se uvolní 18,59 kW energie a částice beta se množí ve vzduchu. Cizinec může vypadat divně, že radioaktivní izotop je používán, například, pro osvětlení hodin, protože to může být nebezpečné, ne? Ve skutečnosti tritium sotva ohrožuje lidské zdraví, protože beta částice v procesu jeho rozpadu se šíří maximálně na 6 milimetrů a nemohou překonat nejjednodušší bariéry. To však neznamená, že práce s ním je naprosto bezpečné - jakékoli požití s jídlem, vzduchem nebo absorpcí kůží může vést k problémům. Přestože je ve většině případů snadno a rychle vydáváno, nedochází vždy. Takže tritium - co je to z hlediska radiačního nebezpečí?

Ochranná opatření

Navzdory skutečnosti, že malá energie rozkladu tritia neumožňuje šíření záření vážně, takže částice beta nemohou překonat ani pokožku, nezanedbávejte své zdraví. Při práci s tímto izotopem, samozřejmě, nelze použít ochranný oblek proti radiaci, ale musí být dodrženy základní pravidla, jako je uzavřené oblečení a chirurgické rukavice. Vzhledem k tomu, že hlavním nebezpečím tritia je při požití, je důležité zastavit činnost, ve které je to možné. Ve zbytku se nemusíte bát.

Pokud však do těla těla vstoupí velké množství, může se v závislosti na délce, dávce a pravidelnosti expozice vyvinout akutní nebo chronická radiační nemoc. V některých případech je tato onemocnění úspěšně vyléčena, ale s rozsáhlými lézemi je možný smrtelný výsledek.

V jakémkoliv normálním organismu jsou stopy trícia, ačkoli jsou zcela bezvýznamné a jen stěží ovlivňují pozadí záření. No, u milovníků hodinky se svítícími šípy je jeho úroveň několikanásobně vyšší, ačkoli 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 pro každou osobu příliš liší od zvyku H ₂ O. Zatímco tritiová voda se může také podílet na metabolismu, je charakterizována poměrně vysokou toxicitou a vylučuje se během desetidenní periody, kdy tkáně mohou dostat poměrně vysoký stupeň ozařování. A ačkoli tato látka je sama o sobě méně nebezpečná, je nebezpečnější kvůli době, po kterou je v těle.