Pavisam nesen cilvēki uzskatīja, ka atoms irvisu nedalāmu daļiņu. Vēlāk kļuva skaidrs, ka tas sastāv no kodola un elektroniem, kas rotē ap to. Tajā pašā laikā centrālā daļa atkal tika uzskatīta par nedalāmu un neatņemamu. Šodien mēs zinām, ka tas sastāv no protoniem un neitroniem. Turklāt, atkarībā no pēdējo skaita, vienai un tai pašai vielai var būt vairāki izotopi. Tātad, tritijs - kas tas ir? Kāda ir šī viela, kā to iegūt un izmantot?
Tritijs - kas tas ir?
Ūdeņradis ir vienkāršākais veids dabā.Ja mēs runājam par visbiežāk sastopamo formu, kas turpmāk tiks sīkāk aprakstīta, tā atoms sastāv tikai no viena protona un viena elektrona. Tomēr tā var pieņemt arī "ekstra" daļiņas, kas nedaudz maina tās īpašības. Tātad, tritija kodols sastāv no protona un diviem neitroniem. Un, ja protium, tas ir, visvienkāršākais ūdeņraža veids, ir visizplatītākais elements visumā, tad nevar teikt to pašu par tās „uzlaboto” versiju - dabā tas ir atrodams nenozīmīgos daudzumos.
Ūdeņraža tritija izotops (nosaukums nāk nogrieķu vārdu "trešais") 1934. gadā atklāja Rutherford, Oliphant un Hartek. Un patiesībā viņi mēģināja viņu atrast ļoti ilgi un neatlaidīgi. Tūlīt pēc deitērija un smagā ūdens atklāšanas 1932. gadā zinātnieki sāka meklēt šo izotopu, palielinot spektrālās analīzes jutīgumu, pētot parasto ūdeņradi. Tomēr, neskatoties uz visu, viņu mēģinājumi bija veltīgi - pat viskoncentrētākajos paraugos nebija iespējams iegūt pat mājienu par vielas klātbūtni, kurai vienkārši bija jāpastāv. Bet galu galā meklējumi joprojām vainagojās panākumiem - Olifants sintezēja elementu, izmantojot smagā ūdens daudzumu Raterforda laboratorijā.
Īsāk sakot, tritija definīcija ir šāda: ūdeņraža radioaktīvā izotops, kura pamatā ir protons un divi neitroni. Tātad, kas ir zināms par viņu?
Par ūdeņraža izotopiem
Periodiskās tabulas pirmais elements irtajā pašā laikā visizplatītākā visumā. Dabā tas ir atrodams viena no trim izotopiem: protium, deuterium vai tritium. Pirmā kodola sastāvā ir viens protons, kas tam deva nosaukumu. Starp citu, tas ir vienīgais stabils elements, kam nav neitronu. Nākamais ūdeņraža izotopu sērijā ir deitērijs. Tās atoma kodols sastāv no protona un neitrona, un nosaukums iet atpakaļ uz grieķu vārdu "second".
Laboratorijā tika iegūti pat smagāki ūdeņraža izotopi ar masas skaitļiem no 4 līdz 7. To pusperiods ir ierobežots ar sekundes frakcijām.
Īpašības
Tritija atomu masa ir aptuveni 3,02 a.Piemēram, pēc tās fizikālajām īpašībām šī viela gandrīz neatšķiras no parastā ūdeņraža, proti, normālos apstākļos tā ir viegla gāze bez krāsas, garšas un smakas, tai ir augsta siltuma vadītspēja. Temperatūrā, kas ir aptuveni -250 grādi pēc Celsija, tas kļūst par vieglu un šķidrumu bezkrāsainu šķidrumu. Diapazons, kurā tas atrodas šajā kopējā stāvoklī, ir diezgan šaurs. Kušanas punkts ir aptuveni 259 grādi pēc Celsija, zem kura ūdeņradis kļūst par sniega līdzīgu masu. Turklāt šis elements dažos metālos ir diezgan šķīstošs.
Tomēr ir arī dažas īpašību atšķirības.Pirmkārt, trešais izotops ir mazāk reaktīvs, un, otrkārt, tritijs ir radioaktīvs un tāpēc nestabils. Pusperiods ir nedaudz ilgāks par 12 gadiem. Radiolīzes procesā tas pārvēršas par trešo hēlija izotopu ar elektrona un antineitrīna emisiju.
Saņemšana
Dabā tritijs ir minorāledaudzumos un visbiežāk veidojas atmosfēras augšdaļā kosmisko daļiņu un, piemēram, slāpekļa atomu sadursmes laikā. Tomēr ir arī rūpnieciska metode šī elementa ražošanai, litiju-6 apstarojot ar neitroniem kodolreaktoros.
Tritija sintezēšana apmēram 1 kilograma apjomā maksā apmēram 30 miljonus ASV dolāru.
Izmantojiet
Tātad, mēs uzzinājām nedaudz vairāk par tritiju - kotā ir un tās īpašības. Bet kāpēc tas ir vajadzīgs? Izdomāsim to mazliet zemāk. Saskaņā ar dažām ziņām pasaules tritija komerciālais pieprasījums ir aptuveni 500 grami gadā, un militārajām vajadzībām tiek tērēti apmēram 7 kilogrami.
Saskaņā ar Amerikas Pētniecības institūta datiemenerģiju un vidi, no 1955. līdz 1996. gadam Amerikas Savienotās Valstis saražoja 2,2 centnerus īpaši smagā ūdeņraža. Un 2003. gadā šī elementa kopējie krājumi bija aptuveni 18 kilogrami. Kam tie tiek izmantoti?
Pirmkārt, tritijs ir nepieciešams, lai uzturētukodolieroču kaujas spējas, kurām, kā jūs zināt, joprojām pieder dažas valstis. Otrkārt, kodolenerģētika nevar iztikt bez tās. Tritijs tiek izmantots arī dažos zinātniskos pētījumos, piemēram, ģeoloģijā ar tā palīdzību tiek datēti dabiskie ūdeņi. Vēl viens mērķis ir barot pulksteņa apgaismojumu. Turklāt pašlaik notiek eksperimenti, lai izveidotu īpaši mazjaudas radioizotopu ģeneratorus, piemēram, atsevišķu sensoru darbināšanai. Paredzams, ka šajā gadījumā viņu kalpošanas laiks būs aptuveni 20 gadi. Šāda ģeneratora izmaksas būs aptuveni tūkstotis dolāru.
Kā oriģināli suvenīri ir arī atslēgu piekariņi ar nelielu daudzumu tritija. Viņi izstaro mirdzumu un izskatās diezgan eksotiski, it īpaši, ja jūs zināt par iekšējo saturu.
Bīstami
Tritijs ir radioaktīvs, tas ir tas, kas izskaidrodaļa no tā īpašībām un izmantošanas. Tā pussabrukšanas periods ir apmēram 12 gadi, un hēlijs-3 veidojas, izdalot antineitrīno un elektronu. Šīs reakcijas gaitā izdalās 18,59 kW enerģijas, un beta daļiņas tiek izplatītas gaisā. Nespeciālistam var šķist dīvaini, ka radioaktīvs izotops tiek izmantots, teiksim, pulksteņa apgaismojumam, jo tas taču var būt bīstams? Faktiski tritijs gandrīz nerada draudus cilvēku veselībai, jo beta daļiņas sabrukšanas procesā izplatījās maksimāli līdz 6 milimetriem un nespēj pārvarēt vienkāršākos šķēršļus. Tomēr tas nenozīmē, ka darbs ar to ir absolūti drošs - jebkura norīšana ar pārtiku, gaisu vai absorbcija caur ādu var radīt problēmas. Lai gan vairumā gadījumu tas tiek notīrīts viegli un ātri, tas ne vienmēr notiek. Tātad, tritijs - kas tas ir attiecībā uz radiācijas bīstamību?
Aizsardzības pasākumi
Neskatoties uz to, ka zemā tritija sabrukšanas enerģijaneļauj nopietni izplatīties radiācijai, lai beta daļiņas pat nevarētu iekļūt ādā, neatstājiet novārtā savu veselību. Strādājot ar šo izotopu, jūs, protams, nevarat izmantot pretradiācijas aizsargtērpu, taču jāievēro pamatnoteikumi, piemēram, slēgts apģērbs un ķirurģiskie cimdi. Tā kā tritijs ir galvenais apdraudējums, norijot, ir svarīgi nomākt darbības, kas to varētu darīt. Pretējā gadījumā nekas nav jāuztraucas.
Ja tomēr viņš ievadīja lielu skaituķermeņa audos, var attīstīties akūta vai hroniska staru slimība, atkarībā no iedarbības ilguma, devas un biežuma. Dažos gadījumos šī kaite tiek veiksmīgi izārstēta, bet ar plašiem bojājumiem ir iespējams letāls iznākums.
Jebkurā normālā organismā ir tritija pēdas,lai gan tie ir absolūti nenozīmīgi un gandrīz neietekmē fona starojumu. Nu, mīļotājiem pulksteņiem ar gaismas rokām tā līmenis ir vairākas reizes augstāks, lai gan tas joprojām tiek uzskatīts par drošu.
Super smags ūdens
Tritijs, tāpat kā parasts ūdeņradis, var veidotiesjaunas vielas. Jo īpaši tas ir iekļauts tā sauktajā pārmērīgā (pārmērīgā) ūdens molekulā. Šīs vielas īpašības nav pārāk atšķirīgas no tām, kas pazīstamas visiem H2O.Neskatoties uz to, ka tritija ūdens var piedalīties arī metabolismā, tas ir diezgan toksisks un izdalās desmit dienu laikā, kura laikā audi var saņemt diezgan augstu starojumu. Un, lai gan šī viela pati par sevi ir mazāk bīstama, tā ir bīstamāka perioda dēļ, kurā tā atrodas organismā.
