A közelmúltban az emberek azt hitték, hogy az atom szerves, oszthatatlan részecske. Később egyértelművé vált, hogy magból és körülötte forgó elektronokból áll. Ugyanakkor a középső részt ismét elválaszthatatlannak és integráltaknak tekintették. Ma tudjuk, hogy protonokból és neutronokból áll. Sőt, az utóbbi számától függően, ugyanazon anyagnak több izotópja lehet. Tehát trícium - mi ez? Mi ez az anyag, hogyan lehet beszerezni és használni?
Trícium - mi ez?
A hidrogén a legegyszerűbb anyag a természetben. Ha a leggyakoribb formájáról beszélünk, amelyet az alábbiakban részletesebben tárgyalunk, akkor atomja csak egy protont és egy elektronot tartalmaz. Ugyanakkor "extra" részecskéket is igénybe vehet, amelyek némileg megváltoztatják tulajdonságait. Tehát a tríciummag egy protonból és két neutronból áll. És ha a protium, azaz a hidrogén legegyszerűbb formája a legbőségesebb elem az univerzumban, akkor nem mondhatjuk a "továbbfejlesztett" változatáról - a természetben kis mennyiségben fordul elő.
A hidrogén-izotóp-tríciumot (a név a görög "harmadik" szóból származik) 1934-ben fedezték fel Rutherford, Olyphant és Hartek. És valójában nagyon hosszú ideig és keményen próbálták megtalálni. Közvetlenül a deutérium és a nehézvíz 1932-es felfedezése után a tudósok elkezdték keresni ezt az izotópot azáltal, hogy növelték a spektrális elemzés érzékenységét a közönséges hidrogén vizsgálatánál. Mindezek ellenére kísérleteik hiábavalók voltak - még a legkoncentráltabb mintákban sem tudtak rámutatni egy anyag jelenlétére, amelynek egyszerűen léteznie kellett. De a végén a keresés továbbra is sikeres volt - Oliphant az elemet nehéz vízzel szintetizálta a Rutherford laboratóriumában.
Röviden: a trícium meghatározása a következő: hidrogén radioaktív izotópja, amelynek magja protonból és két neutronból áll. Tehát mi ismert róla?
A hidrogén izotópokról
A periódusos rendszer első eleme egyidejűleg a leggyakoribb az univerzumban. Sőt, a természetben a három izotópjának egyikében fordul elő: protium, deutérium vagy trícium. Az első magja egy protonból áll, amely nevét adta neki. Mellesleg, ez az egyetlen stabil elem, amely nem tartalmaz neutronokat. A hidrogén izotópok sorozatában a következő a deutérium. Atoma magja egy protonból és egy neutronból áll, és a név a görög "második" szóhoz nyúlik vissza.
Még nehezebb, 4 és 7 közötti tömegű hidrogén izotópokat is előállítottak a laboratóriumban, felezési idejük másodpercrészekre korlátozódik.
A tulajdonságok
A trícium atomtömege körülbelül 3, 02 a. E. m. Fizikai tulajdonságai alapján ez az anyag szinte nem különbözik a szokásos hidrogéntől, azaz normál körülmények között könnyű gáz, szín, íz és illat nélkül, magas hővezető képességgel rendelkezik. Körülbelül –250 Celsius fokos hőmérsékleten könnyű és folyó színtelen folyadékmá válik. A tartomány, amelyen belül van az aggregáció ebben az állapotában, meglehetősen szűk. Olvadáspont körülbelül 259 Celsius fok, amely alatt a hidrogén hószerű tömeggé válik. Ezenkívül ez az elem nagyon jól oldódik egyes fémekben.
A tulajdonságok között azonban vannak különbségek. Egyrészt a harmadik izotóp kevésbé reaktív, másrészt a trícium radioaktív és ezért instabil. A felezési idő valamivel több mint 12 év. A radiolízis során elektron és antineutrino kibocsátásával a harmadik hélium-izotópká alakul.
vétel
A természetben a trícium elenyésző mennyiségben van jelen, és leggyakrabban a felső légkörben képződik kozmikus részecskék és például nitrogénatomok ütközése során. Van azonban ipari módszer ezen elem előállítására is azzal, hogy a lítium-6-at neutronokkal besugározzák a nukleáris reaktorokban.
A trícium szintézise körülbelül 1 kg mennyiségben körülbelül 30 millió dollárba kerül.
használata
Tehát kicsit többet megtudtunk a tríciumról - mi ez és tulajdonságai. De miért van rá szükség? Vessen egy pillantást alább. Egyes jelentések szerint a trícium globális kereskedelmi igénye körülbelül 500 gramm évente, és kb. 7 kilogrammot katonai szükségletekre fordítanak.
Az Amerikai Energiaügyi és Környezetkutató Intézet szerint az 1955-1996 közötti időszakban az Egyesült Államokban 2, 2 centiméteres szuper-nehéz hidrogént gyártottak. És 2003-ban az elem teljes tartaléka körülbelül 18 kilogramm volt. Mire használják őket?
Először is, a trícium szükséges a nukleáris fegyverek harci hatékonyságának fenntartásához, amelyek, mint tudod, néhány ország még mindig rendelkeznek. Másodszor, a termonukleáris energia nem teljes anélkül. A tríciumot továbbra is használják bizonyos tudományos kutatásokban, például a geológiában, természetesen a természetes vizekkel. Egy másik cél az óra háttérvilágítású tápegység. Ezen felül kísérletek folynak rendkívül alacsony fogyasztású radioizotóp generátorok létrehozására, például autonóm érzékelők táplálására. Várható, hogy ebben az esetben élettartamuk körülbelül 20 év lesz. Egy ilyen generátor ára körülbelül ezer dollár lesz.
Ecsetek, amelyekben kis mennyiségű trícium van, eredeti emléktárgyakként is léteznek. Fényt bocsátanak ki, és meglehetősen egzotikusnak tűnnek, főleg, ha ismeri a belső tartalmat.
veszély
A trícium radioaktív, ez magyarázza tulajdonságainak és felhasználásának egy részét. A felezési ideje körülbelül 12 év, míg a hélium-3 antineutrinók és egy elektron kibocsátásával alakul ki. A reakció során 18, 59 kW energia szabadul fel, és a béta-részecskék terjednek a levegőben. Furcsanak tűnhet a laikus ember számára, ha radioaktív izotópot használunk például egy óra megvilágítására, mert veszélyes lehet, ugye? A trícium valójában semmivel sem fenyegeti az emberi egészséget, mivel a bomlás folyamatában lévő béta-részecskék legfeljebb 6 milliméterre terjednek, és nem tudják legyőzni az egyszerű akadályokat. Ez azonban nem azt jelenti, hogy a vele való munka teljesen biztonságos - bármilyen étkezés, levegő vagy a bőrön át történő felszívódás problémákat okozhat. Noha a legtöbb esetben könnyen és gyorsan kiválasztódik, nem mindig ez a helyzet. Tehát, trícium - mi ez a sugárzási veszély szempontjából?
Védő intézkedések
Annak ellenére, hogy a trícium alacsony bomlási energiája nem engedi a sugárzás súlyos terjedését, így a béta-részecskék még a bőrön sem tudnak áthatolni, ne hagyja figyelmen kívül egészségét. Ennek az izotópnak a használata során természetesen nem használhat sugárvédelmi ruhát, ám be kell tartani az alapvető szabályokat, például a zárt ruházatot és a sebészeti kesztyűt. Mivel a trícium fő veszélye annak bevétele esetén fontos, hogy állítsa le azt a tevékenységet, amelyben ez lehetséges. A többi miatt nem kell aggódni.
Ha ennek ellenére nagy mennyiségben felszívódik a test szöveteiben, akkor az expozíció időtartamától, adagjától és rendszerességétől függően heveny vagy krónikus sugárzási betegség alakulhat ki. Egyes esetekben ez a betegség sikeresen gyógyítható, de kiterjedt elváltozások esetén halálos kimenetelű esemény lehetséges.
Bármely normál testben vannak tríciumnyomok, bár ezek teljesen jelentéktelenek és alig befolyásolják a háttér sugárzást. Nos, a ragyogó kezű órák szerelmeseinek a szintje többször magasabb, bár még mindig biztonságosnak tekintik.
