U novije vrijeme ljudi su vjerovali da je atom integralna nedjeljiva čestica. Kasnije je postalo jasno da se sastoji od jezgre i elektrona koji se okreću oko njega. Istovremeno se središnji dio opet smatrao nedjeljivim i cjelovitim. Danas znamo da se sastoji od protona i neutrona. Štoviše, ovisno o njihovom broju, ista supstanca može imati nekoliko izotopa. Dakle, tritij - što je to? Što je ta tvar, kako je nabaviti i koristiti?
Tritij - što je to?
Vodonik je najjednostavnija tvar u prirodi. Ako govorimo o njegovom najčešćem obliku, o kojem ćemo detaljnije govoriti u nastavku, onda se njegov atom sastoji od samo jednog protona i jednog elektrona. Međutim, može potrajati i "dodatne" čestice, koje donekle mijenjaju njegova svojstva. Dakle, jezgro tritija sastoji se od protona i dva neutrona. A ako je protiv, to jest najjednostavniji oblik vodika, najzastupljeniji element u svemiru, tada ne možete reći za njegovu "poboljšanu" verziju - pojavljuje se u prirodi u malim količinama.
Izotopski tritij vodika (ime dolazi od grčke riječi "treći") otkrili su 1934. godine Rutherford, Olyphant i Hartek. A u stvari, pokušali su ga naći jako dugo i naporno. Odmah nakon otkrića deuterija i teške vode 1932. godine, znanstvenici su počeli tražiti ovaj izotop povećavajući osjetljivost spektralne analize u istraživanju običnog vodika. Međutim, usprkos svemu, njihovi pokušaji bili su uzaludni - čak ni u najkoncentriranijim uzorcima nisu mogli ni nagovjestiti o postojanju tvari koja je jednostavno morala postojati. Ali na kraju je potraga ipak bila uspješna - Oliphant je sintetizirao element pomoću teške vode u laboratoriju Rutherforda.
Ukratko, definicija tricija je sljedeća: radioaktivni izotop vodika, čija se jezgra sastoji od protona i dva neutrona. Pa što se zna o njemu?
O izotopovima vodika
Prvi element periodične tablice istodobno je najčešći u svemiru. Štoviše, u prirodi se pojavljuje u obliku jednog od svoja tri izotopa: protium, deuterij ili tritij. Jezgro prve sastoji se od jednog protona, koji je dao svoje ime. Usput, ovo je jedini stabilni element koji nema neutrone. Sljedeći u nizu izotopa vodika je deuterij. Jezgro njegovog atoma sastoji se od protona i neutrona, a naziv seže do grčke riječi "drugi".
U laboratorijima su dobiveni čak i teži izotopi vodika s masnim brojevima od 4 do 7. Njihov poluživot je ograničen na djeliće sekunde.
Svojstva
Atomska masa tritija iznosi otprilike 3, 02 a. E. m. U pogledu svojih fizičkih svojstava, ova tvar se gotovo ne razlikuje od običnog vodika, to jest, u normalnim uvjetima, lagani je plin bez boje, okusa i mirisa i ima visoku toplinsku vodljivost. Na temperaturi od oko -250 Celzijevih stupnjeva postaje lagana i tekuća bezbojna tekućina. Raspon unutar kojeg se nalazi u ovom stanju agregacije prilično je sužen. Talište je oko 259 Celzijevih stupnjeva, ispod kojeg vodik postaje masa poput snijega. Osim toga, ovaj se element prilično dobro otapa u nekim metalima.
Međutim, postoje neke razlike u svojstvima. Prvo, treći izotop ima manju reaktivnost, a drugo, tritij je radioaktivan i stoga nestabilan. Poluvrijeme života je malo više od 12 godina. U procesu radiolize pretvara se u treći izolij helija s emisijom elektrona i antineutrino.
recepcija
U prirodi je tritij sadržan u beznačajnim količinama i najčešće nastaje u gornjoj atmosferi tijekom sudara kozmičkih čestica i, na primjer, dušikovih atoma. Međutim, postoji i industrijska metoda za proizvodnju ovog elementa zračenjem litija-6 neutronima u nuklearnim reaktorima.
Sinteza tritija u količini od oko 1 kilogram košta oko 30 milijuna dolara.
korištenje
Dakle, naučili smo nešto više o tricijumu - što je to i njegova svojstva. Ali zašto je to potrebno? Pogledajmo dolje. Prema nekim izvještajima, globalna komercijalna potražnja za tritijem iznosi oko 500 grama godišnje, a na vojne potrebe troši se oko 7 kilograma.
Prema Američkom institutu za energetiku i zaštitu okoliša u Sjedinjenim Državama je od 1955. do 1996. godine proizvedeno 2, 2 centa teškog vodika. A za 2003. ukupne rezerve ovog elementa bile su oko 18 kilograma. Za što se koriste?
Prvo, tritij je neophodan za održavanje borbene učinkovitosti nuklearnog oružja, kakvo, kao što znate, neke zemlje još uvijek posjeduju. Drugo, termonuklearna energija nije potpuna bez nje. Još se tritij upotrebljava u nekim znanstvenim istraživanjima, na primjer, u geologiji, uz pomoć kojih datiraju prirodne vode. Druga svrha je napajanje pozadinskim osvjetljenjem sata. Pored toga, u tijeku su eksperimenti za stvaranje ultraizolacijskih generatora ultra male snage, na primjer, za napajanje autonomnih senzora. Očekuje se da će u ovom slučaju njihov radni vijek biti oko 20 godina. Trošak takvog generatora bit će oko tisuću dolara.
Nokti s malom količinom tritija u sebi također postoje kao originalni suveniri. Oni odaju sjaj i izgledaju prilično egzotično, pogotovo ako znate za unutarnji sadržaj.
opasnost
Tritij je radioaktivan, to objašnjava dio njegovih svojstava i upotrebe. Vrijeme njegovog poluživota je oko 12 godina, dok se helij-3 stvara emisijom antineutrina i elektrona. Tijekom ove reakcije oslobađa se 18, 59 kW energije i beta čestice se šire u zraku. Laiku se može činiti čudno da se radioaktivni izotop koristi, recimo, za osvjetljavanje sata, jer može biti opasno, zar ne? U stvari, tritijum teško ništa ugrožava ljudsko zdravlje, budući da se beta čestice u procesu raspadanja šire na najviše 6 milimetara i ne mogu prevladati jednostavne prepreke. Međutim, to ne znači da je rad s njim apsolutno siguran - svaki gutanje hranom, zrakom ili apsorpcijom kroz kožu može dovesti do problema. Iako se u većini slučajeva lako i brzo izlučuje, to nije uvijek slučaj. Dakle, tritij - što je s gledišta opasnosti od zračenja?
Mjere zaštite
Unatoč činjenici da niska razpadna energija tritija ne dopušta ozbiljno širenje zračenja, tako da beta čestice ne mogu prodrijeti ni kroz kožu, nemojte zanemariti svoje zdravlje. Kada radite s ovim izotopom, naravno, ne možete koristiti odijelo za zaštitu od zračenja, ali se moraju pridržavati osnovnih pravila, poput zatvorene odjeće i kirurških rukavica. Budući da je glavna opasnost od tritija kada je proguta, važno je zaustaviti aktivnost u kojoj to postaje moguće. Ostalo nije briga.
Ako se uprkos tome apsorbira u većim količinama u tkiva tijela, može se razviti akutna ili kronična bolest zračenja, ovisno o trajanju, dozi i redovitosti izlaganja. U nekim se slučajevima ova bolest uspješno izliječi, ali s opsežnim lezijama moguć je smrtni ishod.
U bilo kojem normalnom tijelu postoje tragovi tritija, iako su apsolutno beznačajni i teško utječu na pozadinsko zračenje. Pa, za ljubitelje satova sa svijetlim rukama njegova razina je nekoliko puta viša, iako se još uvijek smatra sigurnom.
