Πιο πρόσφατα, οι άνθρωποι πίστευαν ότι ένα άτομο είναι ένα αναπόσπαστο αδιαίρετο σωματίδιο. Αργότερα έγινε σαφές ότι αποτελείται από έναν πυρήνα και τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από αυτό. Ταυτόχρονα, το κεντρικό τμήμα θεωρήθηκε και πάλι αδιαίρετο και αναπόσπαστο. Σήμερα γνωρίζουμε ότι αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Επιπλέον, ανάλογα με τον αριθμό των τελευταίων, η ίδια ουσία μπορεί να έχει αρκετά ισότοπα. Έτσι το τρίτιο - τι είναι; Τι είναι αυτή η ουσία, πώς να την πάρετε και να την χρησιμοποιήσετε;
Τρίτιο - τι είναι;
Το υδρογόνο είναι η απλούστερη ουσία στη φύση. Αν μιλάμε για την πιο κοινή μορφή της, η οποία θα συζητηθεί λεπτομερέστερα παρακάτω, τότε το άτομο της αποτελείται από ένα μόνο πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο. Ωστόσο, μπορεί επίσης να πάρει "επιπλέον" σωματίδια, τα οποία κάπως αλλάζουν τις ιδιότητές του. Έτσι, ο πυρήνας του τριτίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια. Και αν το αντίθετο, δηλαδή η απλούστερη μορφή υδρογόνου, είναι το πιο άφθονο στοιχείο του σύμπαντος, τότε δεν μπορείτε να πείτε για τη "βελτιωμένη" του μορφή - εμφανίζεται στη φύση σε μικρές ποσότητες.
Το ισότοπο υδρογόνου τριτίου (το όνομα προέρχεται από την ελληνική λέξη "τρίτο") ανακαλύφθηκε το 1934 από τους Rutherford, Olyphant και Hartek. Και στην πραγματικότητα, προσπάθησαν να τον βρουν για πολύ καιρό και σκληρά. Αμέσως μετά την ανακάλυψη του δευτερίου και του βαρέος ύδατος το 1932, οι επιστήμονες άρχισαν να ψάχνουν για αυτό το ισότοπο αυξάνοντας την ευαισθησία της φασματικής ανάλυσης στη μελέτη του συνηθισμένου υδρογόνου. Ωστόσο, παρά τις μάχες, οι προσπάθειές τους ήταν μάταιες - ακόμη και στα πιο συγκεντρωμένα δείγματα δεν μπόρεσαν καν να υποδείξουν την παρουσία μιας ουσίας που απλά έπρεπε να υπάρχει. Αλλά στο τέλος, η αναζήτηση ήταν ακόμα επιτυχής - ο Oliphant συνέθεσε το στοιχείο χρησιμοποιώντας βαρύ νερό στο εργαστήριο του Rutherford.
Εν ολίγοις, ο ορισμός του τριτίου είναι ο εξής: ραδιενεργό ισότοπο υδρογόνου, ο πυρήνας του οποίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια. Έτσι τι είναι γνωστό γι 'αυτόν;
Σχετικά με τα ισότοπα υδρογόνου
Το πρώτο στοιχείο του περιοδικού πίνακα είναι ταυτόχρονα το πιο κοινό στο σύμπαν. Επιπλέον, στη φύση εμφανίζεται με τη μορφή ενός από τα τρία ισότοπα: αντίum, δευτέριο ή τρίτιο. Ο πυρήνας του πρώτου αποτελείται από ένα πρωτόνιο, το οποίο του έδωσε το όνομά του. Παρεμπιπτόντως, αυτό είναι το μόνο σταθερό στοιχείο που δεν έχει νετρόνια. Η επόμενη στη σειρά ισοτόπων υδρογόνου είναι το δευτέριο. Ο πυρήνας του ατόμου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο, και το όνομα πηγαίνει πίσω στην ελληνική λέξη "δεύτερη".
Ακόμα βαρύτερα ισότοπα υδρογόνου με αριθμούς μάζας από 4 έως 7 λήφθηκαν επίσης στο εργαστήριο. Ο χρόνος ημιζωής τους περιορίζεται σε κλάσματα δευτερολέπτων.
Οι ιδιότητες
Η ατομική μάζα του τριτίου είναι περίπου 3, 02 α. Ε. Μ. Όσον αφορά τις φυσικές του ιδιότητες, η ουσία αυτή δεν διαφέρει σχεδόν από το συνηθισμένο υδρογόνο, δηλαδή υπό φυσιολογικές συνθήκες είναι ελαφρύ αέριο χωρίς χρώμα, γεύση και οσμή και έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Σε θερμοκρασία περίπου -250 βαθμούς Κελσίου, γίνεται ένα ελαφρύ και ρέον άχρωμο υγρό. Το εύρος μέσα στο οποίο βρίσκεται σε αυτήν την κατάσταση συσσωμάτωσης είναι μάλλον στενό. Το σημείο τήξης είναι περίπου 259 βαθμοί Κελσίου, κάτω από το οποίο το υδρογόνο γίνεται μια χιονισμένη μάζα. Επιπλέον, αυτό το στοιχείο διαλύεται αρκετά καλά σε μερικά μέταλλα.
Ωστόσο, υπάρχουν κάποιες διαφορές στις ιδιότητες. Πρώτον, το τρίτο ισότοπο έχει μικρότερη αντιδραστικότητα και, δεύτερον, το τρίτιο είναι ραδιενεργό και συνεπώς ασταθές. Ο χρόνος ημίσειας ζωής είναι λίγο πάνω από 12 χρόνια. Στη διαδικασία της ραδιόλυσης, μετατρέπεται σε τρίτο ισότοπο ηλίου με την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου και ενός αντινετρεργικού.
Να πάρει
Στη φύση, το τρίτιο περιέχεται σε ασήμαντες ποσότητες και σχηματίζεται συχνότερα στην ανώτερη ατμόσφαιρα κατά τη σύγκρουση κοσμικών σωματιδίων και, για παράδειγμα, ατόμων αζώτου. Ωστόσο, υπάρχει επίσης μια βιομηχανική μέθοδος για την παραγωγή αυτού του στοιχείου με ακτινοβολία του λιθίου-6 με νετρόνια σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.
Η σύνθεση του τριτίου σε όγκο περίπου 1 κιλό κοστίζει περίπου 30 εκατομμύρια δολάρια.
Χρήση
Έτσι μάθαμε λίγο περισσότερο για το τρίτιο - τι είναι και ποιες είναι οι ιδιότητές του. Αλλά γιατί χρειάζεται; Ας ρίξουμε μια ματιά παρακάτω. Σύμφωνα με ορισμένες εκθέσεις, η παγκόσμια εμπορική ζήτηση για το τρίτιο είναι περίπου 500 γραμμάρια ετησίως και περίπου 7 χιλιόγραμμα δαπανώνται για στρατιωτικές ανάγκες.
Σύμφωνα με το Αμερικανικό Ινστιτούτο Ενεργειακής και Περιβαλλοντικής Έρευνας, από το 1955 έως το 1996 παρήχθησαν στις Ηνωμένες Πολιτείες 2, 2 πεντάχρονοι υδρογονάνθρακες. Και για το 2003, το σύνολο των αποθεμάτων αυτού του στοιχείου ήταν περίπου 18 χιλιόγραμμα. Για ποιους χρησιμοποιούνται;
Πρώτον, το τρίτιο είναι απαραίτητο για να διατηρηθεί η αποτελεσματικότητα των πυρηνικών όπλων, η οποία, όπως γνωρίζετε, εξακολουθεί να κατέχει κάποιες χώρες. Δεύτερον, η θερμοπυρηνική ενέργεια δεν είναι πλήρης χωρίς αυτήν. Ακόμη τρίτιο χρησιμοποιείται σε ορισμένες επιστημονικές μελέτες, για παράδειγμα, στη γεωλογία με τα φυσικά νερά της βοήθειας. Ένας άλλος σκοπός είναι η τροφοδοσία οπίσθιου φωτισμού ρολογιού. Επιπλέον, βρίσκονται σε εξέλιξη πειράματα για τη δημιουργία γεννητριών ραδιοϊσοτόπων εξαιρετικά χαμηλής ισχύος, για παράδειγμα, για την τροφοδοσία αυτόνομων αισθητήρων. Αναμένεται ότι στην περίπτωση αυτή η διάρκεια ζωής τους θα είναι περίπου 20 χρόνια. Το κόστος μιας τέτοιας γεννήτριας θα είναι περίπου χίλια δολάρια.
Δαχτυλίδια με μικρή ποσότητα τριτίου στο εσωτερικό υπάρχουν επίσης ως αρχικά σουβενίρ. Εκπέμπουν μια λάμψη και φαίνονται αρκετά εξωτικά, ειδικά αν ξέρετε για το εσωτερικό περιεχόμενο.
Κίνδυνος
Το τρίτιο είναι ραδιενεργό, εξηγεί μέρος των ιδιοτήτων και χρήσεων του. Ο χρόνος ημίσειας ζωής του είναι περίπου 12 χρόνια, ενώ το ήλιο-3 σχηματίζεται με την εκπομπή αντινετρερινών και ηλεκτρονίων. Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης, απελευθερώνονται 18, 59 kW ενέργειας και τα σωματίδια βήτα διαδίδονται στον αέρα. Μπορεί να φαίνεται περίεργο στον λαϊκό ότι ένα ραδιενεργό ισότοπο χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, για να φωτίζει ένα ρολόι, επειδή μπορεί να είναι επικίνδυνο, έτσι δεν μπορεί; Στην πραγματικότητα, το τρίτιο απειλεί πάρα πολύ την ανθρώπινη υγεία, καθώς τα βήτα σωματίδια στη διαδικασία της φθοράς τους εξαπλώνονται σε μέγιστο 6 χιλιοστόμετρα και δεν μπορούν να ξεπεράσουν τα απλά εμπόδια. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι η εργασία με αυτό είναι απόλυτα ασφαλής - οποιαδήποτε κατάποση με τρόφιμα, αέρα ή απορρόφηση μέσω του δέρματος μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα. Αν και στις περισσότερες περιπτώσεις αποβάλλεται εύκολα και γρήγορα, αυτό δεν συμβαίνει πάντοτε. Έτσι, το τρίτιο - τι είναι από την άποψη του κινδύνου ακτινοβολίας;
Προστατευτικά μέτρα
Παρά το γεγονός ότι η χαμηλή ενέργεια αποσύνθεσης του τριτίου δεν επιτρέπει την ακτινοβολία να εξαπλωθεί σοβαρά, έτσι ώστε τα σωματίδια βήτα να μην μπορούν να διεισδύσουν ακόμη και στο δέρμα, μην παραμελούν την υγεία σας. Όταν εργάζεστε με αυτό το ισοτόπιο, βεβαίως, δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κοστούμι ακτινοπροστασίας, αλλά πρέπει να τηρούνται βασικοί κανόνες, όπως κλειστά ρούχα και χειρουργικά γάντια. Δεδομένου ότι ο κύριος κίνδυνος του τριτίου είναι κατά την κατάποση, είναι σημαντικό να διακοπεί η δραστηριότητα κατά την οποία αυτό είναι δυνατό. Τα υπόλοιπα δεν πρέπει να ανησυχούν.
Εάν, ωστόσο, έχει απορροφηθεί σε μεγάλες ποσότητες στους ιστούς του σώματος, μπορεί να αναπτυχθεί οξεία ή χρόνια ασθένεια ακτινοβολίας, ανάλογα με τη διάρκεια, τη δόση και την κανονικότητα της έκθεσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η πάθηση αυτή θεραπεύεται με επιτυχία, αλλά με εκτεταμένες αλλοιώσεις, είναι δυνατή μια θανατηφόρα έκβαση.
Σε οποιοδήποτε φυσιολογικό σώμα, υπάρχουν ίχνη τρίτιου, αν και είναι απολύτως ασήμαντα και ελάχιστα επηρεάζουν την ακτινοβολία υποβάθρου. Λοιπόν, για τους λάτρεις ρολογιών με φωτεινά χέρια, το επίπεδό του είναι αρκετές φορές υψηλότερο, αν και εξακολουθεί να θεωρείται ασφαλές.
