最近まで、人々は原子が不可分な粒子全体。後でそれは核とその周りを回転する電子から成ることが明らかになりました。同時に、中央部分は再び不可分かつ統合されたと見なされました。今日、私たちはそれが陽子と中性子で構成されていることを知っています。さらに、後者の数によっては、同じ物質に複数の同位体が含まれる場合があります。トリチウム-それは何ですか？この物質とは何ですか、どのように入手して使用しますか？
トリチウム-それは何ですか？
水素は自然界で最も単純な物質です。 以下でより詳細に説明する最も一般的な形式について話す場合、その原子は1つの陽子と1つの電子のみで構成されています。ただし、プロパティを多少変更する「余分な」パーティクルを受け入れることもできます。つまり、トリチウム核は陽子と2つの中性子で構成されます。そして、プロチウム、つまり水素の最も単純な形態が宇宙で最も広く普及している元素である場合、その「改善された」バージョンについて同じことを言うことはできません-本質的にそれはわずかな量で見つかります。
水素トリチウムの同位体（名前は「第三」のギリシャ語の単語）は1934年にラザフォード、オリファント、ハーテックによって発見されました。そして実際には、彼らは彼を非常に長い間、そしてしつこく見つけようとしました。 1932年に重水素と重水が発見された直後、科学者たちは通常の水素を研究するときにスペクトル分析の感度を上げることでこの同位体を探し始めました。しかし、すべてにもかかわらず、彼らの試みは無駄でした-最も濃縮されたサンプルでさえ、単に存在するように束縛された物質の存在のヒントすら得ることはできませんでした。しかし結局、検索は依然として成功を収めました-オリファントはラザフォードの研究室で重水を利用して元素を合成しました。
つまり、トリチウムの定義は次のとおりです。水素の放射性同位元素であり、その核は陽子と2つの中性子で構成されています。それで、彼について何が知られていますか？
水素同位体について
周期表の最初の要素は同時に宇宙で最も一般的です。さらに、自然界では、それはその3つの同位体の1つの形で発生します：プロチウム、重水素またはトリチウム。前者の核は1つの陽子で構成され、その名前が付けられました。ちなみにこれは中性子が不足している唯一の安定元素です。水素同位体の次は重水素です。その原子核は陽子と中性子で構成され、その名前はギリシャ語の「二番目」をさかのぼります。
また、質量数が4〜7のさらに重い水素同位体も取得しました。それらの半減期は1秒未満に制限されています。
プロパティ
トリチウムの原子量は約3.02amuです。e。m。物性的には、通常の水素とほとんど変わらない、つまり、通常の状態では、色、味、臭いのない軽いガスであり、熱伝導率が高い。摂氏約-250度の温度で、それは軽くて流れる無色の液体になります。与えられた集約状態にある範囲はかなり狭いです。融点は摂氏約259度で、それを下回ると水素は雪のような塊になります。さらに、この元素はいくつかの金属にかなり溶けます。
ただし、プロパティにもいくつかの違いがあります。第一に、第3の同位体は反応性が低く、第二に、トリチウムは放射性であるため不安定です。半減期は12年強です。放射線分解の過程で、それは電子と反ニュートリノの放出を伴うヘリウムの第3の同位体に変わります。
受け取る
自然界では、トリチウムはわずかに含まれています量であり、宇宙粒子と、たとえば窒素原子の衝突中に上層大気で最も頻繁に形成されます。しかし、原子炉内でリチウム6に中性子を照射してこの元素を製造する工業的方法もあります。
トリチウムを約1キログラムの量で合成するのに約3000万ドルかかります。
の使用
それで、私たちはトリチウムについてもう少し学びました-何これとその特性です。しかし、なぜそれが必要なのですか？少し下でそれを理解しましょう。いくつかの報告によると、トリチウムの世界的な商業需要は年間約500グラムであり、約7キログラムが軍事的ニーズに費やされています。
アメリカ研究所によるとエネルギーと環境は、1955年から1996年にかけて、米国で2.2セントの超重水素を生成しました。そして2003年には、この元素の総在庫は約18キログラムでした。それらは何のために使用されますか？
まず、トリチウムは維持する必要があります知られているように、核兵器の戦闘能力はまだいくつかの国によって所有されています。第二に、熱核電力工学はそれなしでは成し得ない。トリチウムは、いくつかの科学的研究でも使用されています。たとえば、地質学では、天然水はその助けを借りて年代測定されています。別の用途は、時計のバックライトに電力を供給することです。さらに、たとえば自律型センサーに電力を供給するための超低電力放射性同位元素発生器を作成するための実験が現在進行中です。この場合、耐用年数は約20年と見込まれます。そのような発電機の費用は約1000ドルになります。
オリジナルのお土産としてトリチウムが入ったキーホルダーもあります。特に内部の内容を知っている場合、それらは輝きを放ち、非常にエキゾチックに見えます。
危険
トリチウムは放射性です、これが説明するものですそのプロパティと用途の一部。その半減期は約12年ですが、ヘリウム3は反ニュートリノと電子の放出によって形成されます。この反応中に、18.59 kWのエネルギーが放出され、ベータ粒子が空気中に分布します。時計のバックライトに放射性同位元素が使われているのは危険かもしれないので、素人には奇妙に思えるかもしれませんね。実際、トリチウムは崩壊の過程でベータ粒子が最大6ミリメートルまで広がり、最も単純な障害を克服できないため、トリチウムが人間の健康を脅かすことはほとんどありません。ただし、これは、それを使用して作業することが絶対に安全であることを意味するものではありません。食物、空気、または皮膚からの吸収を摂取すると、問題が発生する可能性があります。ほとんどの場合、簡単かつ迅速にクリアされますが、常にそうであるとは限りません。それで、トリチウム-放射線障害の観点からそれは何ですか？
保護対策
トリチウムの崩壊エネルギーが低いという事実にもかかわらず放射線が深刻に広がることを許さないので、ベータ粒子は皮膚にさえ浸透することができません、あなたの健康を怠らないでください。この同位体を使用する場合は、もちろん、放射線防護服を使用することはできませんが、閉じた衣服や手術用手袋などの基本的な規則を遵守する必要があります。トリチウムは摂取時の主な危険性であるため、それを可能にする活動を抑制することが重要です。それ以外の場合は、心配する必要はありません。
それにもかかわらず、彼が多数の曝露の期間、線量、および規則性に応じて、体組織、急性または慢性の放射線障害が発生する可能性があります。場合によっては、この病気はうまく治りますが、広範囲の病変があると、致命的な結果が生じる可能性があります。
正常な生物には微量のトリチウムが含まれていますが、それらは絶対に重要ではなく、バックグラウンド放射線にほとんど影響を与えませんが。まあ、それはまだ安全であると考えられていますが、明るい手を持つ時計の愛好家にとって、そのレベルは数倍高くなっています。
超重水
トリチウムは、通常の水素と同様に、形成される可能性があります新しい物質。特に、いわゆる超重（超重）水分子に含まれています。この物質の特性は、誰もが知っているものとそれほど変わらないH2O。トリチウム水も代謝に関与する可能性があるという事実にもかかわらず、それは非常に毒性があり、10日以内に排泄されます。その間、組織はかなり高度の放射線を受けることができます。そして、この物質自体はそれほど危険ではありませんが、体内にある期間のために、より危険です。
