Nedávno ľudia verili, že atóm je neoddeliteľnou časticou. Neskôr sa ukázalo, že pozostáva z jadra a elektrónov rotujúcich okolo neho. Zároveň bola centrálna časť opäť považovaná za nedeliteľnú a integrálnu. Dnes vieme, že pozostáva z protónov a neutrónov. Okrem toho v závislosti od ich počtu môže mať rovnaká látka niekoľko izotopov. Takže trícium - čo to je? Čo je to táto látka, ako ju získať a používať?
Tritium - čo to je?
Vodík je najjednoduchšou látkou v prírode. Ak hovoríme o jeho najbežnejšej forme, ktorá bude podrobnejšie opísaná nižšie, potom sa jeho atóm skladá iba z jedného protónu a jedného elektrónu. Môže však brať aj „extra“ častice, ktoré do istej miery menia svoje vlastnosti. Jadro trícia sa teda skladá z protónu a dvoch neutrónov. A ak protium, to je najjednoduchšia forma vodíka, je najhojnejším prvkom vo vesmíre, potom nemôžete povedať o jeho „vylepšenej“ verzii - vyskytuje sa v prírode v malom množstve.
Trícium izotopu vodíka (názov pochádza z gréckeho slova „tretie“) objavili v roku 1934 Rutherford, Olyphant a Hartek. A v skutočnosti sa ho pokúsili nájsť veľmi dlho a tvrdo. Ihneď po objavení deutéria a ťažkej vody v roku 1932 vedci začali hľadať tento izotop zvýšením citlivosti spektrálnej analýzy pri štúdiu bežného vodíka. Napriek všetkému boli ich pokusy márne - dokonca ani v tých najkoncentrovanejších vzorkách nedokázali získať náznak prítomnosti látky, ktorá jednoducho musela existovať. Nakoniec však bolo hľadanie stále úspešné - Oliphant syntetizoval tento prvok pomocou ťažkej vody v laboratóriu v Rutherforde.
Stručne povedané, definícia trícia je nasledovná: rádioaktívny izotop vodíka, ktorého jadro pozostáva z protónu a dvoch neutrónov. Čo je o ňom známe?
O izotopoch vodíka
Prvý prvok periodickej tabuľky je súčasne najbežnejší vo vesmíre. Navyše sa v prírode vyskytuje vo forme jedného z troch izotopov: protium, deuterium alebo tritium. Jadro prvého jadra pozostáva z jedného protónu, ktorý mu dal meno. Mimochodom, je to jediný stabilný prvok, ktorý nemá neutróny. Ďalším zo série izotopov vodíka je deutérium. Jadro jeho atómu pozostáva z protónu a neutrónu a jeho názov sa vracia k gréckemu slovu „second“.
V laboratóriu sa získali aj ťažšie izotopy vodíka s hmotnostnými číslami od 4 do 7. Ich polčas rozpadu je obmedzený na zlomky sekundy.
Vlastnosti
Atómová hmotnosť trícia je približne 3, 02 a. E. m. Z hľadiska svojich fyzikálnych vlastností sa táto látka takmer nelíši od bežného vodíka, to znamená, že za normálnych podmienok je to ľahký plyn bez farby, chuti a zápachu a má vysokú tepelnú vodivosť. Pri teplote asi -250 stupňov Celzia sa stáva ľahkou a tečúcou bezfarebnou kvapalinou. Rozsah, v ktorom sa nachádza v tomto stave agregácie, je pomerne úzky. Teplota topenia je asi 259 stupňov Celzia, pod ktorou sa vodík stáva hmotou snehu. Okrem toho sa tento prvok v niektorých kovoch celkom dobre rozpúšťa.
Existujú však určité rozdiely vo vlastnostiach. Po prvé, tretí izotop má menšiu reaktivitu a po druhé trícium je rádioaktívne, a preto nestabilné. Polčas rozpadu je o niečo viac ako 12 rokov. V procese rádiolýzy sa premení na tretí izotop hélia s emisiou elektrónu a antineutrina.
recepcia
V prírode je trícium obsiahnuté v nepatrných množstvách a najčastejšie sa tvorí v hornej atmosfére počas zrážky kozmických častíc a napríklad atómov dusíka. Existuje však aj priemyselný spôsob výroby tohto prvku ožiarením lítiom-6 neutrónmi v jadrových reaktoroch.
Syntéza trícia v objeme približne 1 kilogram stojí približne 30 miliónov dolárov.
použitie
Dozvedeli sme sa teda niečo viac o trícia - čo to je a aké sú jeho vlastnosti. Ale prečo je to potrebné? Pozrime sa ďalej. Podľa niektorých správ je celosvetový komerčný dopyt po trícia asi 500 gramov ročne a asi 7 kilogramov sa vynakladá na vojenské potreby.
Podľa Amerického inštitútu pre výskum energie a životného prostredia sa v Spojených štátoch v rokoch 1955 až 1996 vyprodukovalo 2, 2 centernového prehriateho vodíka. A na rok 2003 boli celkové rezervy tohto prvku okolo 18 kilogramov. Na čo sa používajú?
Po prvé, trícium je potrebné na zachovanie účinnosti boja proti jadrovým zbraniam, ktoré, ako viete, niektoré krajiny stále majú. Po druhé, bez nej nie je termonukleárna energia úplná. Trícium sa stále používa v niektorých vedeckých štúdiách, napríklad v geológii s dátumom pomoci prírodným vodám. Ďalším účelom je napájanie podsvietením hodín. Okrem toho prebiehajú experimenty na vytvorenie generátorov rádioizotopu s nízkym výkonom, napríklad na napájanie autonómnych senzorov. Očakáva sa, že v tomto prípade bude ich životnosť asi 20 rokov. Náklady na takého generátora budú asi tisíc dolárov.
Ako originálne suveníry existujú aj drobnosti s drobným obsahom trícia. Vyžarujú žiaru a vyzerajú dosť exoticky, najmä ak viete o vnútornom obsahu.
nebezpečenstvo
Trícium je rádioaktívne, čo vysvetľuje časť jeho vlastností a použitia. Jeho polčas je asi 12 rokov, zatiaľ čo hélium-3 sa vytvára emisiou antineutrín a elektrónu. Počas tejto reakcie sa uvoľní 18, 59 kW energie a vo vzduchu sa šíria častice beta. Pre laika sa môže zdať čudné, že rádioaktívny izotop sa používa napríklad na osvetlenie hodiniek, pretože to môže byť nebezpečné, že? V skutočnosti trícium s ničím neohrozuje ľudské zdravie, pretože častice beta sa v procese rozpadu rozšírili na maximum 6 milimetrov a nemôžu prekonať jednoduché prekážky. To však neznamená, že práca s ním je absolútne bezpečná - akékoľvek požitie potravy, vzduchu alebo absorpcia cez pokožku môže viesť k problémom. Aj keď sa vo väčšine prípadov ľahko a rýchlo vylučuje, nie je tomu tak vždy. Takže trícium - čo je to z hľadiska nebezpečenstva žiarenia?
Ochranné opatrenia
Napriek skutočnosti, že nízka energia rozpadu trícia neumožňuje vážne šírenie žiarenia, takže beta častice nemôžu preniknúť cez pokožku, nezanedbávajú vaše zdravie. Pri práci s týmto izotopom samozrejme nemôžete použiť ochranný odev proti žiareniu, ale musíte dodržiavať základné pravidlá, ako sú uzavreté odevy a chirurgické rukavice. Pretože hlavným rizikom trícia je pri požití, je dôležité zastaviť činnosť, pri ktorej je to možné. Zvyšok sa nemusí obávať.
Ak sa napriek tomu absorbuje vo veľkých množstvách do tkanív tela, môže sa v závislosti od trvania, dávky a pravidelnosti expozície vyvinúť akútna alebo chronická choroba z ožiarenia. V niektorých prípadoch je toto ochorenie úspešne liečené, ale pri rozsiahlych léziách je možný smrteľný výsledok.
V akomkoľvek normálnom tele sú stopy trícia, hoci sú úplne zanedbateľné a ťažko ovplyvňujú žiarenie pozadia. Pre milovníkov hodiniek so žiarivými rukami je ich úroveň niekoľkonásobne vyššia, hoci sa stále považuje za bezpečnú.
