Niedawno ludzie wierzyli, że atom jest integralną cząstką niepodzielną. Później stało się jasne, że składa się z jądra i wirujących wokół niego elektronów. Jednocześnie część centralną ponownie uznano za niepodzielną i integralną. Dziś wiemy, że składa się z protonów i neutronów. Ponadto, w zależności od liczby tych ostatnich, ta sama substancja może mieć kilka izotopów. Więc tryt - co to jest? Co to jest ta substancja, jak ją zdobyć i używać?
Tryt - co to jest?
Wodór jest najprostszą substancją w przyrodzie. Jeśli mówimy o jego najczęstszej formie, która zostanie omówiona bardziej szczegółowo poniżej, wówczas jego atom składa się tylko z jednego protonu i jednego elektronu. Może jednak również przyjmować „dodatkowe” cząsteczki, które nieco zmieniają jego właściwości. Tak więc jądro trytu składa się z protonu i dwóch neutronów. A jeśli prot, to znaczy najprostsza forma wodoru, jest najobficiej występującym pierwiastkiem we wszechświecie, to nie można powiedzieć o jego „ulepszonej” wersji - występuje w naturze w małych ilościach.
Tryt izotopu wodoru (nazwa pochodzi od greckiego słowa „trzeci”) został odkryty w 1934 r. Przez Rutherforda, Olyphanta i Hartka. W rzeczywistości starali się go znaleźć bardzo długo i ciężko. Natychmiast po odkryciu deuteru i ciężkiej wody w 1932 r. Naukowcy zaczęli poszukiwać tego izotopu, zwiększając czułość analizy spektralnej w badaniach zwykłego wodoru. Jednak pomimo wszystko ich próby poszły na marne - nawet w najbardziej skoncentrowanych próbkach nie mogli nawet dostrzec śladu obecności substancji, która po prostu musiała istnieć. Ale w końcu poszukiwania były nadal udane - Oliphant zsyntetyzował ten pierwiastek przy użyciu ciężkiej wody w laboratorium Rutherford.
Krótko mówiąc, definicja trytu jest następująca: radioaktywny izotop wodoru, którego rdzeń składa się z protonu i dwóch neutronów. Co więc wiadomo o nim?
O izotopach wodoru
Pierwszy element układu okresowego jest jednocześnie najbardziej powszechny we wszechświecie. Co więcej, w naturze występuje w postaci jednego z trzech izotopów: protu, deuteru lub trytu. Jądro pierwszego składa się z jednego protonu, który nadał mu nazwę. Nawiasem mówiąc, jest to jedyny stabilny element, który nie ma neutronów. Kolejnym z serii izotopów wodoru jest deuter. Jądro jego atomu składa się z protonu i neutronu, a nazwa pochodzi od greckiego słowa „drugi”.
W laboratorium uzyskano jeszcze cięższe izotopy wodoru o liczbie mas od 4 do 7. Ich okres półtrwania jest ograniczony do ułamków sekund.
Właściwości
Masa atomowa trytu wynosi około 3, 02 a. E. m. Pod względem właściwości fizycznych substancja ta prawie nie różni się od zwykłego wodoru, to znaczy w normalnych warunkach jest lekkim gazem bez koloru, smaku i zapachu oraz ma wysoką przewodność cieplną. W temperaturze około -250 stopni Celsjusza staje się lekką i płynącą bezbarwną cieczą. Zakres, w jakim znajduje się w tym stanie agregacji, jest raczej wąski. Temperatura topnienia wynosi około 259 stopni Celsjusza, poniżej której wodór staje się masą podobną do śniegu. Ponadto ten pierwiastek całkiem dobrze rozpuszcza się w niektórych metalach.
Istnieją jednak pewne różnice we właściwościach. Po pierwsze, trzeci izotop ma mniejszą reaktywność, a po drugie tryt jest radioaktywny, a zatem niestabilny. Okres półtrwania wynosi nieco ponad 12 lat. W procesie radiolizy zmienia się w trzeci izotop helu z emisją elektronu i antyneutrina.
Dostawać
W naturze tryt jest zawarty w nieznacznych ilościach i najczęściej powstaje w górnej atmosferze podczas zderzenia cząstek kosmicznych i, na przykład, atomów azotu. Istnieje jednak również przemysłowy sposób wytwarzania tego pierwiastka przez napromieniowanie litu-6 neutronami w reaktorach jądrowych.
Synteza trytu w objętości około 1 kilograma kosztuje około 30 milionów dolarów.
Użyj
Dowiedzieliśmy się więc nieco więcej o trycie - co to jest i jakie ma właściwości. Ale dlaczego jest to potrzebne? Spójrzmy poniżej. Według niektórych raportów globalne zapotrzebowanie na tryt wynosi około 500 gramów rocznie, a na potrzeby militarne wydaje się około 7 kilogramów.
Według American Institute of Energy and Environmental Research, 2, 2 centra superciężkiego wodoru wyprodukowano w Stanach Zjednoczonych w latach 1955-1996. W 2003 r. Łączne rezerwy tego pierwiastka wyniosły około 18 kilogramów. Do czego służą?
Po pierwsze, tryt jest niezbędny do utrzymania skuteczności bojowej broni jądrowej, którą, jak wiecie, niektóre kraje wciąż posiadają. Po drugie, energia termojądrowa nie jest kompletna bez niej. Mimo to tryt jest wykorzystywany w niektórych badaniach naukowych, na przykład w geologii, z datami naturalnymi. Kolejnym celem jest zasilacz podświetlenia zegara. Ponadto trwają eksperymenty mające na celu stworzenie generatorów radioizotopowych o ultra niskiej mocy, na przykład do zasilania autonomicznych czujników. Oczekuje się, że w tym przypadku ich żywotność wyniesie około 20 lat. Koszt takiego generatora wyniesie około tysiąca dolarów.
Drobiazgi z niewielką ilością trytu w środku istnieją również jako oryginalne pamiątki. Emitują blask i wyglądają dość egzotycznie, zwłaszcza jeśli wiesz o treści wewnętrznej.
Niebezpieczeństwo
Tryt jest radioaktywny, co tłumaczy część jego właściwości i zastosowań. Jego okres półtrwania wynosi około 12 lat, podczas gdy hel-3 powstaje w wyniku emisji antyneutrin i elektronu. Podczas tej reakcji uwalniane jest 18, 59 kW energii, a cząstki beta rozprzestrzeniają się w powietrzu. Dla laika może się wydawać dziwne, że radioaktywny izotop jest używany, powiedzmy, do oświetlenia zegarka, ponieważ może być niebezpieczny, prawda? W rzeczywistości tryt prawie nie zagraża zdrowiu ludzkiemu, ponieważ cząstki beta w trakcie rozpadu rozprzestrzeniają się na maksymalnie 6 milimetrów i nie są w stanie pokonać prostych przeszkód. Nie oznacza to jednak, że praca z nim jest całkowicie bezpieczna - każde spożycie z jedzeniem, powietrzem lub wchłanianiem przez skórę może prowadzić do problemów. Chociaż w większości przypadków jest łatwo i szybko wydalany, nie zawsze tak jest. A więc tryt - co to jest z punktu widzenia zagrożenia promieniowaniem?
Środki ochronne
Pomimo faktu, że niska energia rozpadu trytu nie pozwala na poważne rozprzestrzenianie promieniowania, więc cząsteczki beta nie mogą nawet przeniknąć przez skórę, nie zaniedbuj swojego zdrowia. Podczas pracy z tym izotopem nie można oczywiście używać kombinezonu chroniącego przed promieniowaniem, ale należy przestrzegać podstawowych zasad, takich jak zamknięta odzież i rękawice chirurgiczne. Ponieważ głównym niebezpieczeństwem trytu jest po spożyciu, ważne jest, aby zatrzymać aktywność, w której staje się to możliwe. Reszta nie ma się czym martwić.
Jeśli jednak zostanie wchłonięty w dużych ilościach do tkanek ciała, może rozwinąć się ostra lub przewlekła choroba popromienna, w zależności od czasu trwania, dawki i regularności ekspozycji. W niektórych przypadkach dolegliwość ta jest skutecznie wyleczona, ale przy rozległych zmianach możliwe jest zgon.
W każdym normalnym ciele są ślady trytu, chociaż są one absolutnie nieistotne i prawie nie wpływają na promieniowanie tła. Cóż, dla miłośników zegarków ze świetlistymi wskazówkami jego poziom jest kilkakrotnie wyższy, chociaż nadal jest uważany za bezpieczny.
