Съвсем наскоро хората вярваха, че един атом е неразделна частица. По-късно стана ясно, че се състои от ядро и електрони, въртящи се около него. В същото време централната част отново се счита за неделима и неразделна. Днес знаем, че се състои от протони и неутрони. Освен това, в зависимост от броя на последните, едно и също вещество може да има няколко изотопа. Така че тритий - какво е това? Какво е това вещество, как да го вземем и използваме?
Тритий - какво е това?
Водородът е най-простото вещество в природата. Ако говорим за най-разпространената му форма, която ще бъде разгледана по-подробно по-долу, тогава нейният атом се състои само от един протон и един електрон. Въпреки това може да поеме и „допълнителни“ частици, които до известна степен променят свойствата му. И така, ядрото на тритий се състои от протон и два неутрона. И ако protium, тоест най-простата форма на водород, е най-разпространеният елемент във Вселената, тогава не можете да кажете за неговата „подобрена“ версия - тя се среща в природата в малки количества.
Водородният изотоп тритий (името идва от гръцката дума „трети“) е открит през 1934 г. от Ръдърфорд, Олифант и Хартек. И всъщност те се опитваха да го намерят много дълго и упорито. Веднага след откриването на деутерий и тежка вода през 1932 г. учените започват да търсят този изотоп, като увеличават чувствителността на спектралния анализ при изследването на обикновения водород. Въпреки всичко, опитите им обаче бяха напразни - дори в най-концентрираните проби те дори не можеха да получат намек за наличието на вещество, което просто трябваше да съществува. Но в крайна сметка търсенето все пак беше успешно - Олифант синтезира елемента с помощта на тежка вода в лабораторията на Ръдърфорд.
Накратко, дефиницията на тритий е следната: радиоактивен изотоп на водород, чиято сърцевина се състои от протон и два неутрона. И така, какво се знае за него?
За водородните изотопи
Първият елемент на периодичната таблица е едновременно най-често срещаният във Вселената. Нещо повече, в природата той се среща под формата на един от трите му изотопа: протеум, деутерий или тритий. Ядрото на първия се състои от един протон, който му е дал името. Между другото, това е единственият стабилен елемент, който няма неутрони. Следващият в серията водородни изотопи е деутерият. Ядрото на нейния атом се състои от протон и неутрон, а името се връща към гръцката дума „втори“.
В лабораторията бяха получени и по-тежки водородни изотопи с масово число от 4 до 7. Техният полуживот е ограничен до части от секунди.
Свойствата
Атомната маса на тритий е приблизително 3.02 a. Д. м. По отношение на физическите си свойства това вещество почти не се различава от обикновения водород, тоест при нормални условия е лек газ без цвят, вкус и мирис и има висока топлопроводимост. При температура около -250 градуса по Целзий се превръща в лека и течаща безцветна течност. Обхватът, в който се намира в това състояние на агрегация, е доста тесен. Точката на топене е около 259 градуса по Целзий, под която водородът се превръща в снегоподобна маса. В допълнение, този елемент се разтваря доста добре в някои метали.
Има обаче някои разлики в свойствата. Първо, третият изотоп има по-малка реактивност, и второ, тритийът е радиоактивен и следователно нестабилен. Полуживотът е малко над 12 години. В процеса на радиолиза той се превръща в третия хелиев изотоп с излъчването на електрон и антинейтрино.
приемане
В природата тритийът се съдържа в незначителни количества и най-често се образува в горната атмосфера по време на сблъсък на космически частици и например азотни атоми. Съществува обаче и индустриален метод за получаване на този елемент чрез облъчване на литий-6 с неутрони в ядрени реактори.
Синтезът на тритий в обем от около 1 килограм струва около 30 милиона долара.
използването на
И така, научихме малко повече за тритий - какво представлява и неговите свойства. Но защо е необходимо? Нека да разгледаме по-долу. Според някои доклади глобалното търговско търсене на тритий е около 500 грама годишно, а около 7 килограма се изразходват за военни нужди.
Според Американския институт за енергийни и екологични изследвания в Съединените щати от 1955 до 1996 г. са произведени 2, 2 цента от свръхтежък водород. А за 2003 г. общите резерви на този елемент бяха около 18 килограма. За какво се използват?
Първо, тритий е необходим за поддържане на бойната ефективност на ядрените оръжия, които, както знаете, някои държави все още притежават. Второ, термоядрената енергия не е пълна без нея. Все пак тритийът се използва в някои научни изследвания, например в геологията с негова помощ датират природни води. Друга цел е захранването на подсветката на часовника. Освен това се провеждат експерименти за създаване на радиоизотопни генератори с ниска мощност, например за захранване на автономни сензори. Очаква се в този случай експлоатационният им живот да бъде около 20 години. Цената на такъв генератор ще бъде около хиляда долара.
Дрънкулки с малко количество тритий вътре също съществуват като оригинални сувенири. Те излъчват сияние и изглеждат доста екзотично, особено ако знаете за вътрешното съдържание.
опасност
Тритийът е радиоактивен, това обяснява част от неговите свойства и приложения. Периодът му на полуразпад е около 12 години, докато хелий-3 се образува с излъчването на антинейтрино и електрон. По време на тази реакция се освобождава 18, 59 kW енергия и бета частици се разпространяват във въздуха. На миряните може да изглежда странно, че радиоактивен изотоп се използва, да речем, за осветяване на часовник, защото това може да бъде опасно, нали? Всъщност тритий почти не застрашава човешкото здраве с нищо, тъй като бета частиците в процеса на неговото разпадане се разпространяват до максимум 6 милиметра и не могат да преодолеят прости пречки. Това обаче не означава, че работата с него е абсолютно безопасна - всяко поглъщане с храна, въздух или абсорбция през кожата може да доведе до проблеми. Въпреки че в повечето случаи лесно и бързо се отделя, това не винаги е така. И така, тритий - какво е от гледна точка на радиационната опасност?
Защитни мерки
Въпреки факта, че ниската енергия на разпад на тритий не позволява радиацията да се разпространява сериозно, така че бета частиците дори не могат да проникнат през кожата, не пренебрегвайте здравето си. Когато работите с този изотоп, можете, разбира се, да не използвате костюм за защита от радиация, но трябва да се спазват основните правила, като затворено облекло и хирургически ръкавици. Тъй като основната опасност от тритий е при поглъщане, важно е да се спре дейността, при която това става възможно. Останалото е нищо за притеснение.
Ако въпреки това е абсорбирано в големи количества в тъканите на тялото, може да се развие остра или хронична радиационна болест, в зависимост от продължителността, дозата и редовността на експозиция. В някои случаи това заболяване се лекува успешно, но при обширни лезии е възможен фатален изход.
Във всяко нормално тяло има следи от тритий, въпреки че те са абсолютно незначителни и почти не влияят на фоновото лъчение. Е, за любителите на часовници със светещи ръце, нивото му е няколко пъти по-високо, въпреки че все още се счита за безопасно.
