Tritium: Struktur, egenskaper og bruksområder

Tritium er navnet som er gitt til en av isotoper av det kjemiske elementet hydrogen, hvis symbol er vanligvis T eller 3H, selv om det også kalles hydrogen-3. Dette er mye brukt i et stort antall applikasjoner, spesielt på atomfeltet.

Også på 1930-tallet oppsto denne isotopen for første gang, med utgangspunkt i bombardement med høydenergipartikler (kalt deuteroner) av en annen isotop av samme element kalt deuterium, takket være forskerne P. Harteck, ML Oliphant og E. Rutherford .

Disse forskerne hadde ikke lykkes i å isolere tritium til tross for sine forsøk, noe som ga konkrete resultater i hendene på Cornog og Alvarez, og oppdaget i sin tur de radioaktive egenskapene til dette stoffet.

På denne planeten er produksjonen av tritium ekstremt sjelden i naturen, opprinnelse bare i så små mengder at spor blir vurdert ved hjelp av atmosfæriske interaksjoner med kosmisk stråling.

struktur

Når vi snakker om strukturen av tritium, er det første å merke seg kjerne, som har to nøytroner og et enkelt proton, som gir det en masse tre ganger så vanlig hydrogen.

Denne isotopen har fysiske og kjemiske egenskaper som skiller den fra andre isotopiske arter fra hydrogen, til tross for dens strukturelle likheter.

I tillegg til å ha en atomvekt eller masse på rundt 3 g, manifesterer dette stoffet radioaktivitet, hvis kinetiske egenskaper har en halveringstid på ca. 12, 3 år.

Det øvre bildet sammenligner strukturen til de tre kjente isotoper av hydrogen, kalt protium (den mest omfattende arten), deuterium og tritium.

De strukturelle egenskapene til tritium gjør det mulig å sameksistere med hydrogen og deuterium i vann som kommer fra naturen, hvis produksjon muligens skyldes samspillet mellom kosmisk stråling og nitrogen av atmosfærisk opprinnelse.

I denne forstand er dette stoffet i vann av naturlig opprinnelse til stede i et forhold på 10-18 i forhold til vanlig hydrogen; det vil si en liten overflod som bare kan gjenkjennes som spor.

Noen fakta om tritium

Flere måter å produsere tritium på er blitt undersøkt og brukt på grunn av deres høye vitenskapelige interesse på grunn av de radioaktive egenskapene og deres energiforbruk.

Følgelig viser følgende ligning den generelle reaksjonen ved hvilken denne isotopen fremstilles, fra bombardement av deuteriumatomer med høye energiduteruter:

D + D → T + H

På samme måte kan den utføres som en eksoterm eller endoterm reaksjon gjennom en prosess som kalles nøytronaktivering av visse elementer (slik som litium eller bor) og avhengig av elementet som behandles.

I tillegg til disse metodene kan tritium sjelden oppnås fra atomfission, som består i å dele kjernen til et atom som anses tungt (i dette tilfellet isotoper av uran eller plutonium) for å oppnå to eller flere kjerne av mindre størrelse, produserer enorme mengder energi.

I dette tilfellet er oppnåelse av tritium gitt som sikkerhetsprodukt eller biprodukt, men det er ikke hensikten med denne mekanismen.

Med unntak av prosessen som tidligere ble beskrevet, utføres alle disse produksjonsprosessene av disse isotopiske artene i atomreaktorer, hvor betingelsene for hver reaksjon styres.

egenskaper

- Det produserer en stor mengde energi når den kommer fra deuterium.

- Presenterer egenskaper av radioaktivitet, som fortsetter å vekke vitenskapelig interesse i nukleær fusjonsforskning.

- Denne isotopen er representert i molekylær form som T2 eller 3H2, hvis molekylvekt er rundt 6 g.

- I likhet med protium og deuterium har dette stoffet problemer med å være begrenset.

- Når denne arten er kombinert med oksygen, produseres et oksyd (representert som T20) som er i væskefasen og er kjent som superheavig vann.

- Det er i stand til å oppleve fusjon med andre lette arter med større letthet enn det som er vist ved vanlig hydrogen.

- Det utgjør en fare for miljøet hvis den brukes på en massiv måte, spesielt i reaksjoner av fusjonsprosesser.

- Det kan med oksygen danne et annet stoff som kalles semi-permeable vann (representert som HTO), som også er radioaktivt.

- Det regnes som en generator av lav energi partikler, kjent som beta-stråling.

- Når det har vært tilfeller av tritiert vannforbruk, har det blitt observert at deres gjennomsnittlige levetid i kroppen holdes i området 2, 4 til 18 dager, utskilt senere.

søknader

Blant anvendelsene av tritium er prosessene knyttet til atomreaksjoner. Følgende er en liste over de viktigste bruksområder:

- I radioluminescensområdet brukes tritium til å produsere instrumenter som tillater belysning, spesielt om natten, i forskjellige enheter for kommersiell bruk som klokker, kniver, skytevåpen, blant annet gjennom selvmating.

- På kjernefysisk kjemi er reaksjoner av denne typen brukt som en energikilde i produksjon av nukleare og termonukleære våpen, i tillegg til bruk i kombinasjon med deuterium for atomfusjonsprosesser under kontroll.

- I området analytisk kjemi kan denne isotopen brukes i den radioaktive merkingsprosessen, der tritium er plassert i en bestemt art eller molekyl, og det kan spores for studier du ønsker å øve.

- Når det gjelder det biologiske miljøet, blir tritium brukt som en spor av forbigående type i oceaniske prosesser, noe som muliggjør undersøkelse av evolusjonen av havene på jorden i de fysiske, kjemiske og jevne biologiske feltene.

- Blant andre anvendelser har denne arten blitt brukt til fremstilling av et atomartikkelbatteri for å produsere elektrisitet.