Baru-baru ini, orang percaya bahawa sebuah atom adalah zarah yang tidak boleh dibahagikan. Kemudian ia menjadi jelas bahawa ia terdiri daripada nukleus dan elektron yang berputar di sekelilingnya. Pada masa yang sama, bahagian tengah sekali lagi dianggap tidak boleh dibahagikan dan tidak terpisahkan. Hari ini kita tahu bahawa ia terdiri daripada proton dan neutron. Selain itu, bergantung kepada bilangan yang kedua, bahan yang sama mungkin mempunyai beberapa isotop. Jadi tritium - apa itu? Apakah bahan ini, bagaimana untuk mendapatkan dan menggunakannya?
Tritium - apa itu?
Hidrogen adalah bahan yang paling sederhana. Jika kita bercakap tentang bentuk yang paling biasa, yang akan dibincangkan dengan lebih terperinci di bawah, maka atomnya terdiri daripada hanya satu proton dan satu elektron. Bagaimanapun, ia juga boleh mengambil zarah-zarah "tambahan", yang agak mengubah sifatnya. Oleh itu, nukleus tritium terdiri daripada proton dan dua neutron. Dan jika protium, iaitu, bentuk hidrogen yang paling mudah, adalah unsur yang paling banyak di alam semesta, maka anda tidak boleh mengatakan tentang versi "diperbaiki" - ia berlaku secara alamiah dalam kuantiti yang kecil.
Hidrogen isotop tritium (nama berasal dari perkataan Yunani "ketiga") ditemui pada tahun 1934 oleh Rutherford, Olyphant dan Hartek. Dan sebenarnya, mereka cuba mencari dia untuk masa yang sangat lama dan sukar. Sejurus selepas penemuan deuterium dan air berat pada tahun 1932, saintis mula mencari isotop ini dengan meningkatkan kepekaan analisis spektrum dalam kajian hidrogen biasa. Bagaimanapun, walaupun segala-galanya, percubaan mereka sia-sia - walaupun dalam sampel yang paling tertumpu, mereka tidak dapat mendapatkan petunjuk kehadiran bahan yang semestinya wujud. Tetapi pada akhirnya, pencarian itu masih berjaya - Oliphant mensintesis elemen menggunakan air berat di makmal Rutherford.
Pendek kata, takrif tritium adalah seperti berikut: isotop radioaktif hidrogen, teras yang terdiri daripada proton dan dua neutron. Jadi apa yang diketahui tentang dia?
Mengenai isotop hidrogen
Unsur pertama jadual berkala adalah serentak yang paling biasa di alam semesta. Selain itu, secara semula jadi ia berlaku dalam bentuk salah satu daripada tiga isotopnya: protium, deuterium, atau tritium. Nukleus yang pertama terdiri daripada satu proton, yang memberikan namanya. Dengan cara ini, ini adalah satu-satunya elemen stabil yang tidak mempunyai neutron. Seterusnya dalam siri isotop hidrogen adalah deuterium. Nukleus atomnya terdiri daripada proton dan neutron, dan nama itu kembali kepada perkataan Yunani "kedua".
Malah, isotop-isotop hidrogen yang lebih banyak dengan bilangan massa 4-7 juga diperolehi di makmal. Separuh hayatnya terhad kepada pecahan detik.
Sifat-sifatnya
Jisim atom tritium adalah kira-kira 3.02 a. E. m Dari segi sifat fizikalnya, bahan ini hampir tidak berbeza dengan hidrogen biasa, iaitu, dalam keadaan biasa ia adalah gas ringan tanpa warna, rasa dan bau, dan mempunyai kekonduksian terma yang tinggi. Pada suhu kira-kira -250 darjah Celcius, ia menjadi cecair tidak berwarna dan mengalir. Julat yang dalam keadaan agregasi ini agak sempit. Titik lebur adalah kira-kira 259 darjah Celcius, di bawah mana hidrogen menjadi jisim seperti salji. Di samping itu, elemen ini larut dalam beberapa logam.
Walau bagaimanapun, terdapat beberapa perbezaan dalam hartanah. Pertama, isotop ketiga mempunyai kereaktifan kurang, dan kedua, tritium adalah radioaktif dan oleh itu tidak stabil. Separuh hayatnya sedikit lebih dari 12 tahun. Dalam proses radiolysis, ia menjadi isotop helium ketiga dengan pelepasan elektron dan antineutrino.
Mendapatkan
Secara semula jadi, tritium terkandung dalam jumlah yang tidak penting dan paling sering terbentuk di atmosfera atas semasa perlanggaran zarah-zarah kosmik dan, misalnya, atom nitrogen. Walau bagaimanapun, terdapat juga kaedah perindustrian untuk menghasilkan unsur ini dengan menyinari lithium-6 dengan neutron dalam reaktor nuklear.
Sintesis tritium dalam jumlah kira-kira 1 kilogram kos kira-kira $ 30 juta.
Guna
Oleh itu, kami mempelajari sedikit lebih lanjut tentang tritium - apakah itu dan sifatnya. Tetapi mengapa perlu? Mari lihat di bawah. Menurut beberapa laporan, permintaan komersil global untuk tritium adalah sekitar 500 gram setahun, dan sekitar 7 kilogram dibelanjakan untuk keperluan ketenteraan.
Menurut Institut Penyelidikan Tenaga dan Alam Sekitar Amerika, 2.2 peratus hidrogen superheavy dihasilkan di Amerika Syarikat dari tahun 1955 hingga 1996. Dan bagi tahun 2003, jumlah rizab elemen ini adalah sekitar 18 kilogram. Apa yang mereka gunakan?
Pertama, tritium diperlukan untuk mengekalkan keberkesanan pertempuran senjata nuklear, yang, seperti yang anda ketahui, beberapa negara masih memiliki. Kedua, tenaga termonuklear tidak lengkap tanpa itu. Masih tritium digunakan dalam beberapa kajian saintifik, contohnya, dalam geologi dengan tarikh pertolongan airnya. Satu lagi tujuan adalah bekalan kuasa backlight jam. Di samping itu, eksperimen sedang dijalankan untuk mewujudkan penjana radioisotop kuasa ultra rendah, contohnya, untuk mengendalikan sensor autonomi. Diharapkan dalam kes ini, hayat perkhidmatan mereka akan berumur lebih kurang 20 tahun. Kos penjana itu akan menjadi kira-kira seribu dolar.
Perhiasan dengan sedikit tritium di dalam juga wujud sebagai cenderahati asal. Mereka memancarkan cahaya dan kelihatan cukup eksotik, terutama jika anda tahu tentang kandungan dalaman.
Bahaya
Tritium adalah radioaktif, ini menerangkan sebahagian daripada sifat dan kegunaannya. Separuh hayatnya adalah kira-kira 12 tahun, sementara helium-3 dibentuk dengan pelepasan antineutrinos dan elektron. Semasa tindak balas ini, 18.59 kW tenaga dilepaskan dan zarah beta menyebarkan di udara. Ia mungkin kelihatan pelik kepada orang awam bahawa isotop radioaktif digunakan, katakan, untuk menerangi jam tangan, kerana ia boleh berbahaya, bolehkah ia tidak? Malah, tritium tidak mengancam kesihatan manusia dengan apa-apa, kerana zarah beta dalam proses pembusukannya tersebar ke maksimum 6 milimeter dan tidak dapat mengatasi halangan mudah. Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna bahawa bekerja dengannya adalah benar-benar selamat - sebarang pengambilan makanan, udara atau penyerapan melalui kulit boleh menyebabkan masalah. Walaupun dalam kebanyakan kes ia mudah dan cepat dikeluarkan, ini tidak selalu berlaku. Jadi, tritium - apakah itu dari sudut bahaya radiasi?
Langkah perlindungan
Walaupun tenaga pereputan rendah tritium tidak membenarkan radiasi menyebarkan secara serius, supaya zarah beta tidak dapat menembusi kulit, jangan mengabaikan kesihatan anda. Apabila bekerja dengan isotop ini, anda tidak boleh menggunakan saman perlindungan radiasi, tetapi peraturan asas, seperti pakaian sarung tangan dan sarung tangan pembedahan, mesti diperhatikan. Oleh kerana bahaya utama tritium adalah apabila dicerna, adalah penting untuk menghentikan aktiviti di mana ini menjadi mungkin. Selebihnya tidak perlu dibimbangkan.
Jika, bagaimanapun, ia telah diserap dalam jumlah besar ke dalam tisu badan, penyakit radiasi akut atau kronik mungkin berkembang, bergantung kepada tempoh, dos dan keteraturan pendedahan. Dalam sesetengah kes, penyakit ini berjaya disembuhkan, tetapi dengan luka-luka yang luas, hasil maut adalah mungkin.
Dalam mana-mana badan biasa, terdapat kesan tritium, walaupun mereka tidak begitu penting dan jarang mempengaruhi radiasi latar belakang. Nah, untuk pencinta jam tangan dengan tangan bercahaya, tahapnya beberapa kali lebih tinggi, walaupun ia masih dianggap selamat.
