Μέχρι πρόσφατα, οι άνθρωποι πίστευαν ότι το άτομο είναιολόκληρο αδιαίρετο σωματίδιο. Αργότερα κατέστη σαφές ότι αποτελείται από έναν πυρήνα και ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από αυτόν. Ταυτόχρονα, το κεντρικό τμήμα θεωρήθηκε και πάλι αδιαίρετο και αναπόσπαστο. Σήμερα γνωρίζουμε ότι αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Επιπλέον, ανάλογα με τον αριθμό των τελευταίων, η ίδια ουσία μπορεί να έχει πολλά ισότοπα. Λοιπόν τρίτιο - τι είναι αυτό; Τι είναι αυτή η ουσία, πώς να την αποκτήσετε και να τη χρησιμοποιήσετε;
Τρίτιο - τι είναι αυτό;
Το υδρογόνο είναι η απλούστερη ουσία στη φύση. Αν μιλάμε για την πιο κοινή μορφή του, η οποία θα συζητηθεί με περισσότερες λεπτομέρειες παρακάτω, τότε το άτομο του αποτελείται από μόνο ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο. Ωστόσο, μπορεί επίσης να δεχτεί "επιπλέον" σωματίδια, τα οποία αλλάζουν κάπως τις ιδιότητές του. Έτσι, ο πυρήνας του τριτίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια. Και αν το πρωτόμιο, δηλαδή η απλούστερη μορφή υδρογόνου, είναι το πιο διαδεδομένο στοιχείο στο σύμπαν, τότε δεν μπορείτε να πείτε το ίδιο για τη «βελτιωμένη» εκδοχή του - στη φύση βρίσκεται σε ασήμαντες ποσότητες.
Το ισότοπο του τριτίου υδρογόνου (το όνομα προέρχεται απόη ελληνική λέξη για το "τρίτο") ανακαλύφθηκε το 1934 από τους Rutherford, Oliphant και Hartek. Και στην πραγματικότητα, προσπάθησαν να τον βρουν για πολύ καιρό και επίμονα. Αμέσως μετά την ανακάλυψη του δευτερίου και του βαρύ νερό το 1932, οι επιστήμονες άρχισαν να αναζητούν αυτό το ισότοπο αυξάνοντας την ευαισθησία της φασματικής ανάλυσης όταν μελετούν συνηθισμένο υδρογόνο. Ωστόσο, παρά τα πάντα, οι προσπάθειές τους ήταν μάταιες - ακόμη και στα πιο συγκεντρωμένα δείγματα δεν ήταν δυνατόν να πάρουμε ούτε μια ένδειξη για την παρουσία μιας ουσίας που ήταν απλώς δεσμευμένη να υπάρχει. Αλλά στο τέλος, η αναζήτηση στέφθηκε με επιτυχία - ο Oliphant συνέθεσε το στοιχείο με τη βοήθεια βαρύ νερό στο εργαστήριο του Rutherford.
Εν ολίγοις, ο ορισμός του τριτίου είναι ο εξής: ένα ραδιενεργό ισότοπο υδρογόνου, ο πυρήνας του οποίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια. Τι είναι λοιπόν γνωστό γι 'αυτόν;
Σχετικά με τα ισότοπα υδρογόνου
Το πρώτο στοιχείο του περιοδικού πίνακα είναιταυτόχρονα το πιο κοινό στο σύμπαν. Επιπλέον, στη φύση, εμφανίζεται με τη μορφή ενός από τα τρία ισότοπά του: πρωτόνιο, δευτέριο ή τρίτιο. Ο πυρήνας του πρώτου αποτελείται από ένα πρωτόνιο, το οποίο του έδωσε το όνομά του. Παρεμπιπτόντως, αυτό είναι το μόνο σταθερό στοιχείο που δεν έχει νετρόνια. Το επόμενο στη σειρά των ισοτόπων υδρογόνου είναι το δευτέριο. Ο πυρήνας του ατόμου του αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο, και το όνομα πηγαίνει πίσω στην ελληνική λέξη για το "δεύτερο".
Το εργαστήριο έλαβε επίσης ακόμη βαρύτερα ισότοπα υδρογόνου με αριθμούς μάζας από 4 έως 7. Ο χρόνος ημίσειας ζωής τους περιορίζεται σε κλάσματα του δευτερολέπτου.
Ιδιότητες
Η ατομική μάζα τριτίου είναι περίπου 3,02 amu. ε. μ. Όσον αφορά τις φυσικές του ιδιότητες, αυτή η ουσία διαφέρει σχεδόν από το συνηθισμένο υδρογόνο, δηλαδή, υπό κανονικές συνθήκες είναι ένα ελαφρύ αέριο χωρίς χρώμα, γεύση ή μυρωδιά, και έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Σε θερμοκρασία περίπου -250 βαθμούς Κελσίου, γίνεται ένα ελαφρύ και ρέον άχρωμο υγρό. Το εύρος εντός του οποίου βρίσκεται σε μια δεδομένη κατάσταση συσσωμάτωσης είναι μάλλον στενό. Το σημείο τήξης είναι περίπου 259 βαθμοί Κελσίου, κάτω από το οποίο το υδρογόνο γίνεται μάζα σαν το χιόνι. Επιπλέον, αυτό το στοιχείο είναι αρκετά διαλυτό σε ορισμένα μέταλλα.
Ωστόσο, υπάρχουν επίσης ορισμένες διαφορές στις ιδιότητες. Πρώτον, το τρίτο ισότοπο είναι λιγότερο αντιδραστικό και δεύτερο, το τρίτιο είναι ραδιενεργό και συνεπώς ασταθές. Ο χρόνος ημιζωής είναι πάνω από 12 χρόνια. Στη διαδικασία της ραδιολύσεως, μετατρέπεται σε ένα τρίτο ισότοπο ηλίου με την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου και ενός αντινετρίνου.
Να πάρει
Στη φύση, το τρίτιο περιέχεται σε δευτερεύονταποσότητες και σχηματίζεται συχνότερα στην ανώτερη ατμόσφαιρα κατά τη σύγκρουση κοσμικών σωματιδίων και, για παράδειγμα, ατόμων αζώτου. Ωστόσο, υπάρχει επίσης μια βιομηχανική μέθοδος παραγωγής αυτού του στοιχείου με ακτινοβόληση λιθίου-6 με νετρόνια σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.
Κοστίζει περίπου 30 εκατομμύρια δολάρια για τη σύνθεση τριτίου σε όγκο περίπου 1 κιλό.
Χρήση του
Έτσι, μάθαμε λίγο περισσότερα για το τρίτιο - τιείναι και οι ιδιότητές του. Αλλά γιατί χρειάζεται; Ας το καταλάβουμε λίγο παρακάτω. Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, η παγκόσμια εμπορική ζήτηση για τρίτιο είναι περίπου 500 γραμμάρια ετησίως και περίπου 7 κιλά δαπανώνται για στρατιωτικές ανάγκες.
Σύμφωνα με το Αμερικανικό Ινστιτούτο Έρευναςενέργεια και το περιβάλλον, από το 1955 έως το 1996, οι Ηνωμένες Πολιτείες παρήγαγαν 2,2 εκατοστά του υπερβαρού υδρογόνου. Και για το 2003, τα συνολικά αποθέματα αυτού του στοιχείου ήταν περίπου 18 κιλά. Σε τι χρησιμοποιούνται;
Πρώτον, το τρίτιο απαιτείται για να διατηρηθείη ικανότητα μάχης των πυρηνικών όπλων, η οποία, όπως είναι γνωστό, εξακολουθεί να κατέχει ορισμένες χώρες Δεύτερον, η μηχανική θερμοπυρηνικής ενέργειας δεν μπορεί να κάνει χωρίς αυτήν. Το Tritium χρησιμοποιείται επίσης σε ορισμένες επιστημονικές έρευνες, για παράδειγμα, στη γεωλογία, τα φυσικά νερά χρονολογούνται με τη βοήθειά του. Μια άλλη χρήση είναι να ενεργοποιήσετε τον οπίσθιο φωτισμό του ρολογιού. Επιπλέον, βρίσκονται σε εξέλιξη πειράματα για τη δημιουργία γεννητριών ραδιοϊσοτόπων εξαιρετικά χαμηλής ισχύος, για παράδειγμα, για την τροφοδότηση αυτόνομων αισθητήρων. Σε αυτήν την περίπτωση, αναμένεται ότι η διάρκεια ζωής τους θα είναι περίπου 20 χρόνια. Το κόστος μιας τέτοιας γεννήτριας θα είναι περίπου χίλια δολάρια.
Υπάρχουν επίσης μπρελόκ με μικρή ποσότητα τριτίου μέσα ως πρωτότυπα αναμνηστικά. Εκπέμπουν λάμψη και φαίνονται αρκετά εξωτικά, ειδικά αν γνωρίζετε για το εσωτερικό περιεχόμενο.
Κίνδυνος
Το τρίτιο είναι ραδιενεργό, αυτό εξηγείμέρος των ιδιοτήτων και των χρήσεών του. Ο χρόνος ημιζωής του είναι περίπου 12 χρόνια, ενώ το ήλιο-3 σχηματίζεται με την εκπομπή ενός αντινετρίνου και ενός ηλεκτρονίου. Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης, απελευθερώνονται 18,59 kW ενέργειας και τα σωματίδια βήτα κατανέμονται στον αέρα. Μπορεί να φαίνεται περίεργο για τον λαό ότι χρησιμοποιείται ένα ραδιενεργό ισότοπο, ας πούμε, για τον οπίσθιο φωτισμό ενός ρολογιού, γιατί μπορεί να είναι επικίνδυνο, έτσι δεν είναι; Στην πραγματικότητα, το τρίτιο απειλεί σχεδόν καθόλου την υγεία του ανθρώπου με τίποτα, καθώς τα σωματίδια βήτα στη διαδικασία της αποσύνθεσης του εξαπλώθηκαν σε μέγιστο 6 χιλιοστά και δεν μπορούν να ξεπεράσουν τα πιο απλά εμπόδια. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι η εργασία με αυτήν είναι απολύτως ασφαλής - οποιαδήποτε κατάποση με τροφή, αέρα ή απορρόφηση μέσω του δέρματος μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα. Αν και εκκαθαρίζεται εύκολα και γρήγορα στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Λοιπόν, τρίτιο - τι είναι σε σχέση με τον κίνδυνο ακτινοβολίας;
Προστατευτικά μέτρα
Παρά το γεγονός ότι η χαμηλή ενέργεια της αποσύνθεσης του τριτίουδεν αφήνει την ακτινοβολία να εξαπλωθεί σοβαρά, έτσι ώστε τα σωματίδια βήτα να μην μπορούν να διεισδύσουν ακόμη και στο δέρμα, μην παραμελήσετε την υγεία σας. Όταν εργάζεστε με αυτό το ισότοπο, δεν μπορείτε, φυσικά, να χρησιμοποιήσετε κοστούμι προστασίας από την ακτινοβολία, αλλά πρέπει να τηρούνται βασικοί κανόνες, όπως κλειστά ρούχα και χειρουργικά γάντια. Δεδομένου ότι το τρίτιο είναι ο κύριος κίνδυνος κατά την κατάποση, είναι σημαντικό να καταστείλει δραστηριότητες που θα το καθιστούσαν δυνατό. Διαφορετικά, τίποτα να ανησυχείτε.
Εάν, ωστόσο, εισήλθε σε μεγάλο αριθμόιστούς του σώματος, οξεία ή χρόνια ασθένεια ακτινοβολίας μπορεί να αναπτυχθεί, ανάλογα με τη διάρκεια, τη δόση και την κανονικότητα της έκθεσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτή η ασθένεια θεραπεύεται με επιτυχία, αλλά με εκτεταμένες βλάβες, είναι πιθανό ένα θανατηφόρο αποτέλεσμα.
Κάθε φυσιολογικός οργανισμός περιέχει ίχνη τριτίου,αν και είναι απολύτως ασήμαντα και δεν επηρεάζουν δυσμενώς την ακτινοβολία του φόντου. Λοιπόν, για τους λάτρεις των ρολογιών με φωτεινά χέρια, το επίπεδό του είναι αρκετές φορές υψηλότερο, αν και εξακολουθεί να θεωρείται ασφαλές.
Σούπερ βαρύ νερό
Το τρίτιο, όπως και το συνηθισμένο υδρογόνο, μπορεί να σχηματιστείνέες ουσίες. Συγκεκριμένα, συμπεριλαμβάνεται στο λεγόμενο υπερ-βαρύ μόριο νερού. Οι ιδιότητες αυτής της ουσίας δεν είναι πολύ διαφορετικές από αυτές που είναι γνωστές σε όλους H2Ο.Παρά το γεγονός ότι το νερό τριτίου μπορεί επίσης να συμμετάσχει στον μεταβολισμό, είναι αρκετά τοξικό και απεκκρίνεται εντός δέκα ημερών, κατά τη διάρκεια των οποίων οι ιστοί μπορούν να λάβουν αρκετά υψηλό βαθμό ακτινοβολίας. Και αν και αυτή η ουσία είναι λιγότερο επικίνδυνη από μόνη της, είναι πιο επικίνδυνη λόγω της περιόδου κατά την οποία βρίσκεται στο σώμα.
