Daha yakın zamanlarda, insanlar bir atomun ayrılmaz bölünmez bir parçacık olduğuna inanıyorlardı. Daha sonra etrafında dönen bir çekirdek ve elektronlardan oluştuğu anlaşıldı. Aynı zamanda, merkezi kısım yine bölünmez ve ayrılmaz kabul edildi. Bugün bunun proton ve nötronlardan oluştuğunu biliyoruz. Ayrıca, ikincisinin sayısına bağlı olarak, aynı madde birkaç izotop içerebilir. Trityum - nedir bu? Bu madde nedir, nasıl alınır ve kullanılır?
Trityum - nedir bu?
Hidrojen doğadaki en basit maddedir. Aşağıda daha ayrıntılı olarak tartışılacak olan en yaygın şekli hakkında konuşursak, atomu sadece bir proton ve bir elektrondan oluşur. Bununla birlikte, özelliklerini değiştiren "ekstra" parçacıklar da alabilir. Trityum çekirdeği bir proton ve iki nötrondan oluşur. Ve eğer protium, yani hidrojenin en basit şekli, evrendeki en bol elementse, "geliştirilmiş" versiyonu hakkında söyleyemezsiniz - doğada küçük miktarlarda ortaya çıkar.
Hidrojen izotop trityum (adı Yunanca "üçüncü" kelimesinden gelmektedir) 1934 yılında Rutherford, Olyphant ve Hartek tarafından keşfedilmiştir. Aslında, onu çok uzun bir süre ve zor bulmaya çalıştılar. 1932'de döteryum ve ağır suyun keşfinden hemen sonra, bilim adamları sıradan hidrojen çalışmasında spektral analizin hassasiyetini artırarak bu izotopu aramaya başladılar. Bununla birlikte, her şeye rağmen, girişimleri boşuna idi - en konsantre örneklerde bile, sadece var olması gereken bir maddenin varlığına dair bir ipucu bile alamadılar. Ama sonunda, arama hala başarılı oldu - Oliphant, Rutherford laboratuvarında ağır su kullanarak elementi sentezledi.
Kısacası, trityum tanımı aşağıdaki gibidir: çekirdeği bir proton ve iki nötrondan oluşan radyoaktif bir hidrojen izotopu. Peki onun hakkında ne biliniyor?
Hidrojen izotopları hakkında
Periyodik tablonun ilk elemanı aynı anda evrende en yaygın olanıdır. Dahası, doğada üç izotopundan biri şeklinde ortaya çıkar: protium, döteryum veya trityum. İlkinin çekirdeği, adını veren bir protondan oluşur. Bu arada, bu nötronları olmayan tek kararlı elementtir. Hidrojen izotop serisinde bir sonraki döteryumdur. Atomunun çekirdeği bir proton ve bir nötrondan oluşur ve adı Yunanca "ikinci" kelimesine geri döner.
Laboratuvarda kütle numaraları 4 ila 7 olan daha ağır hidrojen izotopları bile elde edildi ve yarı ömürleri saniye kesirleriyle sınırlıdır.
Özellikleri
Trityumun atom ağırlığı yaklaşık 3.02 a'dır. Örneğin, fiziksel özellikleri ile, bu madde sıradan hidrojenden neredeyse farklı değildir, yani normal şartlar altında renk, tat ve koku içermeyen hafif bir gazdır, yüksek bir ısı iletkenliğine sahiptir. Yaklaşık -250 santigrat derece sıcaklıkta, hafif ve akan renksiz bir sıvı haline gelir. Bu kümelenme durumunda olduğu aralık oldukça dardır. Erime noktası yaklaşık 259 santigrat derecedir, bunun altında hidrojen kar gibi bir kütle haline gelir. Ek olarak, bu element bazı metallerde oldukça iyi çözünür.
Bununla birlikte, özelliklerde bazı farklılıklar vardır. İlk olarak, üçüncü izotop daha az reaktiviteye sahiptir ve ikincisi, trityum radyoaktiftir ve bu nedenle kararsızdır. Yarılanma ömrü 12 yıldan biraz fazladır. Radyoliz sürecinde, bir elektron ve antineutrino emisyonu ile üçüncü helyum izotopuna dönüşür.
resepsiyon
Doğada, trityum önemsiz miktarlarda bulunur ve çoğunlukla kozmik parçacıkların ve örneğin azot atomlarının çarpışması sırasında üst atmosferde oluşur. Bununla birlikte, nükleer reaktörlerde nötronlarla lityum-6'yı ışınlayarak bu elementin üretilmesi için endüstriyel bir yöntem de vardır.
Trityumun yaklaşık 1 kilogramlık bir hacimde sentezi yaklaşık 30 milyon dolara mal olur.
kullanımı
Trityum hakkında biraz daha fazla şey öğrendik - ne olduğu ve özellikleri. Ama neden gerekli? Aşağıya bir göz atalım. Bazı haberlere göre, trityum için küresel ticari talep yılda yaklaşık 500 gram ve askeri ihtiyaçlar için yaklaşık 7 kilogram harcanıyor.
Amerikan Enerji ve Çevre Araştırmaları Enstitüsü'ne göre, 1955-1996 yılları arasında Amerika Birleşik Devletleri'nde 2, 2 sent süper ağır hidrojen üretildi. Ve 2003 için, bu elementin toplam rezervleri yaklaşık 18 kilogramdı. Ne için kullanılırlar?
İlk olarak, bazı ülkelerin hala sahip olduğu nükleer silahların savaş etkinliğini korumak için trityum gereklidir. İkincisi, termonükleer enerji onsuz tamamlanmamıştır. Hala trityum, bazı bilimsel çalışmalarda, örneğin jeolojide, yardım tarihi doğal suları ile kullanılmaktadır. Başka bir amaç, saat arka ışık güç kaynağıdır. Ek olarak, ultra düşük güçlü radyoizotop jeneratörleri, örneğin otonom sensörlere güç vermek için deneyler devam etmektedir. Bu durumda hizmet ömürlerinin yaklaşık 20 yıl olması beklenmektedir. Böyle bir jeneratörün maliyeti yaklaşık bin dolar olacak.
İçinde az miktarda trityum bulunan biblolar da orijinal hediyelik eşya olarak bulunur. Özellikle iç içeriği biliyorsanız, bir parıltı yayarlar ve oldukça egzotik görünürler.
tehlike
Trityum radyoaktiftir, bu özelliklerinin ve kullanımlarının bir kısmını açıklar. Yarı ömrü yaklaşık 12 yıldır, helyum-3 antineutrino ve bir elektron emisyonu ile oluşur. Bu reaksiyon sırasında 18.59 kW enerji açığa çıkar ve beta partikülleri havada yayılır. Layman için radyoaktif bir izotopun, örneğin bir saati aydınlatmak için kullanılması garip gelebilir, çünkü tehlikeli olabilir, değil mi? Aslında, trityum insanın sağlığını hiçbir şeyle tehdit etmez, çünkü çürüme sürecindeki beta parçacıkları maksimum 6 milimetreye yayılır ve basit engellerin üstesinden gelemez. Bununla birlikte, bu onunla çalışmanın kesinlikle güvenli olduğu anlamına gelmez - yiyecek, hava veya deriden emilim, sorunlara yol açabilir. Çoğu durumda kolay ve hızlı bir şekilde atılmasına rağmen, bu her zaman böyle değildir. Peki, trityum - radyasyon tehlikesi açısından nedir?
Koruyucu önlemler
Trityumun düşük çürüme enerjisinin radyasyonun ciddi şekilde yayılmasına izin vermemesine rağmen, beta parçacıkları cilde bile nüfuz edemez, sağlığınızı ihmal etmez. Bu izotopla çalışırken, elbette, radyasyondan korunma kıyafeti kullanamazsınız, ancak kapalı kıyafetler ve cerrahi eldivenler gibi temel kurallara uyulmalıdır. Trityumun ana tehlikesi yutulduğunda, bunun mümkün olduğu aktiviteyi durdurmak önemlidir. Gerisi endişelenecek bir şey değil.
Bununla birlikte, vücudun dokularına büyük miktarlarda emilirse, maruz kalma süresine, dozuna ve düzenliliğine bağlı olarak akut veya kronik radyasyon hastalığı gelişebilir. Bazı durumlarda, bu hastalık başarıyla tedavi edilir, ancak geniş lezyonlarla ölümcül bir sonuç mümkündür.
Herhangi bir normal vücutta, trityum izleri vardır, ancak kesinlikle önemsizdirler ve arka plan radyasyonunu neredeyse hiç etkilemezler. Işıltılı elleri olan saat severler için, seviyesi hala güvenli kabul edilmesine rağmen, birkaç kat daha yüksektir.
