Mai recent, oamenii credeau că un atom este o particulă integrală indivizibilă. Mai târziu a devenit clar că este format dintr-un nucleu și electroni care se rotesc în jurul lui. În același timp, partea centrală a fost din nou considerată indivizibilă și integrală. Astăzi știm că este format din protoni și neutroni. Mai mult, în funcție de numărul acestora din urmă, aceeași substanță poate avea mai mulți izotopi. Deci, tritiu - ce este? Ce este această substanță, cum să o obțineți și să o folosiți?
Tritiu - ce este?
Hidrogenul este cea mai simplă substanță din natură. Dacă vorbim despre forma sa cea mai comună, despre care vom discuta mai detaliat mai jos, atunci atomul său este format dintr-un singur proton și un electron. Cu toate acestea, poate lua și particule „în plus”, care își schimbă oarecum proprietățile. Deci, nucleul de tritiu este format dintr-un proton și doi neutroni. Și dacă protiumul, adică cea mai simplă formă de hidrogen, este cel mai abundent element din univers, atunci nu puteți spune despre versiunea sa „îmbunătățită” - apare în natură în cantități mici.
Izotopul de hidrogen tritiu (numele provine din cuvântul grecesc „al treilea”) a fost descoperit în 1934 de Rutherford, Olyphant și Hartek. Și, de fapt, au încercat să-l găsească foarte mult timp și greu. Imediat după descoperirea deuteriei și a apei grele în 1932, oamenii de știință au început să caute acest izotop prin creșterea sensibilității analizei spectrale în studiul hidrogenului obișnuit. Cu toate acestea, în ciuda a tot, încercările lor au fost în zadar - chiar și în cele mai concentrate probe, nici măcar nu au putut obține o aluzie a prezenței unei substanțe care pur și simplu trebuia să existe. În cele din urmă, căutarea a fost încă de succes - Oliphant a sintetizat elementul folosind apă grea în laboratorul din Rutherford.
Pe scurt, definiția tritiului este următoarea: un izotop radioactiv al hidrogenului, al cărui miez este format dintr-un proton și doi neutroni. Deci, ce se știe despre el?
Despre izotopii de hidrogen
Primul element al tabelului periodic este simultan cel mai frecvent în univers. Mai mult, în natură apare sub forma unuia dintre cei trei izotopi ai săi: protiu, deuteriu sau tritiu. Nucleul primului este format dintr-un proton, care i-a dat numele. Apropo, acesta este singurul element stabil care nu are neutroni. Următorul din seria izotopilor de hidrogen este deuteriu. Nucleul atomului său este format dintr-un proton și un neutron, iar numele se întoarce la cuvântul grecesc „secund”.
În laborator au fost obținute și izotopi de hidrogen mai grei, cu numere de masă de la 4 la 7. Cu timpul de înjumătățire plasat este limitat la fracții de secunde.
Proprietățile
Masa atomică a tritiului este de aproximativ 3, 02 a. E. m. În ceea ce privește proprietățile sale fizice, această substanță nu este aproape diferită de hidrogenul obișnuit, adică în condiții normale este un gaz ușor fără culoare, gust și miros și are o conductivitate termică ridicată. La o temperatură de aproximativ -250 grade Celsius, devine un lichid incolor ușor și curgător. Gama în care se află în această stare de agregare este destul de restrânsă. Punctul de topire este de aproximativ 259 grade Celsius, sub care hidrogenul devine o masă asemănătoare cu zăpada. 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 mică, iar în al doilea rând, tritiul este radioactiv și, prin urmare, instabil. Timpul de înjumătățire este puțin peste 12 ani. În procesul de radioliză, se transformă în al treilea izotop de heliu cu emisia unui electron și a unui antineutrino.
recepție
În natură, tritiul este conținut în cantități nesemnificative și se formează cel mai adesea în atmosfera superioară în timpul coliziunii particulelor cosmice și, de exemplu, atomilor de azot. Cu toate acestea, există și o metodă industrială pentru producerea acestui element prin iradierea litiului-6 cu neutroni în reactoarele nucleare.
Sinteza de tritiu într-un volum de aproximativ 1 kilogram costă aproximativ 30 de milioane de dolari.
utilizarea
Așadar, am aflat puțin mai multe despre tritiu - ce este și proprietățile sale. Dar de ce este nevoie? Să aruncăm o privire mai jos. Conform unor rapoarte, cererea comercială globală de tritiu este de aproximativ 500 de grame pe an, iar aproximativ 7 kilograme sunt cheltuite pentru nevoile militare.
Potrivit Institutului American de Cercetări Energetice și de Mediu, 2, 2 centenari de hidrogen supraeficient au fost produși în Statele Unite, între 1955 și 1996. Iar pentru 2003, rezervele totale ale acestui element au fost de aproximativ 18 kilograme. Pentru ce sunt folosite?
În primul rând, tritiul este necesar pentru a menține eficacitatea de luptă a armelor nucleare, pe care, după cum știți, unele țări încă le dețin. În al doilea rând, energia termonucleară nu este completă fără ea. Totuși, tritiul este utilizat în unele studii științifice, de exemplu, în geologie, cu ajutorul său datează apele naturale. Un alt scop este alimentarea cu iluminare a fundalului de ceas. În plus, sunt în curs de desfășurare experimente pentru a crea generatoare de radioizotop de putere ultra-mică, de exemplu, pentru a alimenta senzori autonomi. Este de așteptat ca, în acest caz, durata lor de serviciu să fie de aproximativ 20 de ani. Costul unui astfel de generator va fi de aproximativ o mie de dolari.
Trinkets cu o cantitate mică de tritiu în interior există, de asemenea, ca suveniruri originale. Ele emit o strălucire și arată destul de exotic, mai ales dacă știți despre conținutul intern.
pericol
Tritiul este radioactiv, asta explică o parte din proprietățile și utilizările sale. Timpul său de înjumătățire este de aproximativ 12 ani, în timp ce heliul-3 este format cu emisia de antineutrinoși și un electron. În timpul acestei reacții, 18, 59 kW de energie sunt eliberate și particulele beta se propagă în aer. Poate părea ciudat laicului că este folosit un izotop radioactiv, să zicem, pentru a lumina un ceas, pentru că poate fi periculos, nu-i așa? De fapt, tritiul amenință cu greu sănătatea umană cu nimic, deoarece particulele beta în procesul de descompunere a acestuia s-au răspândit până la maximum 6 milimetri și nu pot depăși simple obstacole. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că lucrul cu acesta este absolut sigur - orice ingestie cu alimente, aer sau absorbție prin piele poate duce la probleme. Deși în majoritatea cazurilor este excretat ușor și rapid, acesta nu este întotdeauna cazul. Deci, tritiu - ce este din punct de vedere al pericolului de radiație?
Măsuri de protecție
În ciuda faptului că energia scăzută de degradare a tritiului nu permite radiațiilor să se răspândească serios, astfel încât particulele beta nu pot chiar să pătrundă în piele, nu vă neglijați sănătatea. Când lucrați cu acest izotop, puteți, desigur, să nu folosiți un costum de protecție împotriva radiațiilor, dar trebuie respectate reguli de bază, cum ar fi îmbrăcămintea închisă și mănuși chirurgicale. Deoarece principalul pericol al tritiului este atunci când este ingerat, este important să opriți activitatea în care acest lucru devine posibil. Restul nu este nimic de care să vă faceți griji.
Dacă, cu toate acestea, a fost absorbit în cantități mari în țesuturile corpului, se poate dezvolta o boală acută sau cronică cu radiații, în funcție de durata, doza și regularitatea expunerii. În unele cazuri, această boală este vindecată cu succes, dar cu leziuni extinse, este posibil un rezultat fatal.
În orice corp normal, există urme de tritiu, deși sunt absolut nesemnificative și afectează cu greu radiațiile de fond. Ei bine, pentru iubitorii de ceasuri cu mâini luminoase, nivelul său este de câteva ori mai mare, deși este încă considerat sigur.
