Più recentemente, la gente ha creduto che un atomo fosse una particella indivisibile integrale. Più tardi divenne chiaro che era costituito da un nucleo e da elettroni che ruotavano attorno ad esso. Allo stesso tempo, la parte centrale è stata nuovamente considerata indivisibile e integrale. Oggi sappiamo che è costituito da protoni e neutroni. Inoltre, a seconda del numero di questi ultimi, la stessa sostanza può avere diversi isotopi. Quindi il trizio - che cos'è? Cos'è questa sostanza, come ottenerla e usarla?
Trizio - che cos'è?
L'idrogeno è la sostanza più semplice in natura. Se parliamo della sua forma più comune, che verrà discussa più dettagliatamente in seguito, il suo atomo è costituito da un solo protone e un elettrone. Tuttavia, può anche prendere particelle "extra", che in qualche modo cambiano le sue proprietà. Quindi, il nucleo di trizio è costituito da un protone e due neutroni. E se il protio, cioè la forma più semplice di idrogeno, è l'elemento più abbondante nell'universo, allora non si può dire della sua versione "migliorata" - si presenta in natura in piccole quantità.
L'idrogeno isotopo trizio (il nome deriva dalla parola greca "terzo") fu scoperto nel 1934 da Rutherford, Olyphant e Hartek. E in effetti, hanno cercato di trovarlo per molto tempo e difficile. Immediatamente dopo la scoperta del deuterio e dell'acqua pesante nel 1932, gli scienziati hanno iniziato a cercare questo isotopo aumentando la sensibilità dell'analisi spettrale nello studio dell'idrogeno ordinario. Tuttavia, nonostante tutto, i loro tentativi sono stati vani - anche nei campioni più concentrati non hanno nemmeno potuto accennare alla presenza di una sostanza che doveva semplicemente esistere. Ma alla fine la ricerca ebbe ancora successo: Oliphant sintetizzò l'elemento usando acqua pesante nel laboratorio di Rutherford.
In breve, la definizione di trizio è la seguente: un isotopo radioattivo di idrogeno, il cui nucleo è costituito da un protone e due neutroni. Quindi cosa si sa di lui?
Informazioni sugli isotopi dell'idrogeno
Il primo elemento della tavola periodica è contemporaneamente il più comune nell'universo. Inoltre, in natura, si presenta sotto forma di uno dei suoi tre isotopi: protio, deuterio o trizio. Il nucleo del primo è costituito da un protone, che gli ha dato il nome. A proposito, questo è l'unico elemento stabile che non ha neutroni. Il prossimo della serie di isotopi dell'idrogeno è il deuterio. Il nucleo del suo atomo è costituito da un protone e un neutrone, e il nome risale alla parola greca "secondo".
In laboratorio sono stati anche ottenuti isotopi di idrogeno anche più pesanti con numeri di massa da 4 a 7. L'emivita è limitata a frazioni di secondi.
Le proprietà
La massa atomica del trizio è di circa 3, 02 a. E. m. In termini di proprietà fisiche, questa sostanza non è quasi diversa dall'idrogeno ordinario, cioè in condizioni normali è un gas leggero senza colore, sapore e odore e ha un'alta conduttività termica. A una temperatura di circa -250 gradi Celsius, diventa un liquido incolore leggero e fluido. L'intervallo all'interno del quale si trova in questo stato di aggregazione è piuttosto limitato. Il punto di fusione è di circa 259 gradi Celsius, al di sotto del quale l'idrogeno diventa una massa simile alla neve. Inoltre, questo elemento si dissolve abbastanza bene in alcuni metalli.
Tuttavia, ci sono alcune differenze nelle proprietà. In primo luogo, il terzo isotopo ha meno reattività e, in secondo luogo, il trizio è radioattivo e quindi instabile. L'emivita è di poco superiore ai 12 anni. Nel processo di radiolisi, si trasforma nel terzo isotopo di elio con l'emissione di un elettrone e un antineutrino.
reception
In natura, il trizio è contenuto in quantità insignificanti ed è spesso formato nell'atmosfera superiore durante la collisione di particelle cosmiche e, ad esempio, atomi di azoto. Tuttavia, esiste anche un metodo industriale per produrre questo elemento irradiando litio-6 con neutroni nei reattori nucleari.
La sintesi del trizio in un volume di circa 1 chilogrammo costa circa $ 30 milioni.
l'uso di
Quindi, abbiamo imparato un po 'di più sul trizio - che cos'è e le sue proprietà. Ma perché è necessario? Diamo un'occhiata qui sotto. Secondo alcuni rapporti, la domanda commerciale globale di trizio è di circa 500 grammi all'anno e circa 7 chilogrammi vengono spesi per esigenze militari.
Secondo l'American Institute of Energy and Environmental Research, negli Stati Uniti sono stati prodotti 2, 2 centesimi di idrogeno super pesante dal 1955 al 1996. E per il 2003, le riserve totali di questo elemento sono state di circa 18 chilogrammi. A cosa servono?
Innanzitutto, il trizio è necessario per mantenere l'efficacia del combattimento delle armi nucleari, che, come sapete, alcuni paesi possiedono ancora. In secondo luogo, l'energia termonucleare non è completa senza di essa. Il trizio ancora viene utilizzato in alcuni studi scientifici, ad esempio in geologia con la sua data di aiuto acque naturali. Un altro scopo è l'alimentazione della retroilluminazione dell'orologio. Inoltre, sono in corso esperimenti per creare generatori di radioisotopi a bassissima potenza, ad esempio per alimentare sensori autonomi. Si prevede che in questo caso la loro durata sarà di circa 20 anni. Il costo di un tale generatore sarà di circa mille dollari.
I ciondoli con una piccola quantità di trizio all'interno esistono anche come souvenir originali. Emettono un bagliore e sembrano abbastanza esotici, specialmente se si conosce il contenuto interno.
pericolo
Il trizio è radioattivo, questo spiega parte delle sue proprietà e usi. La sua emivita è di circa 12 anni, mentre l'elio-3 si forma con l'emissione di antineutrini e un elettrone. Durante questa reazione, vengono rilasciati 18, 59 kW di energia e le particelle beta si propagano nell'aria. Per i non addetti ai lavori può sembrare strano che un isotopo radioattivo venga utilizzato, per esempio, per illuminare un orologio, perché può essere pericoloso, no? In effetti, il trizio non minaccia quasi nulla per la salute umana, poiché le particelle beta nel corso del suo decadimento si diffondono fino a un massimo di 6 millimetri e non possono superare semplici ostacoli. Tuttavia, ciò non significa che lavorare con esso sia assolutamente sicuro: qualsiasi ingestione di cibo, aria o assorbimento attraverso la pelle può causare problemi. Sebbene nella maggior parte dei casi venga escreto facilmente e rapidamente, non è sempre così. Quindi, trizio - che cos'è dal punto di vista del rischio da radiazioni?
Misure di protezione
Nonostante il fatto che la bassa energia di decadimento del trizio non permetta alle radiazioni di diffondersi seriamente, in modo che le particelle beta non possano nemmeno penetrare nella pelle, non trascurare la tua salute. Quando si lavora con questo isotopo, ovviamente, non è possibile utilizzare una tuta di radioprotezione, ma è necessario osservare le regole di base, come indumenti chiusi e guanti chirurgici. Poiché il principale pericolo del trizio è quando ingerito, è importante interrompere l'attività in cui ciò diventa possibile. Il resto non è nulla di cui preoccuparsi.
Se, tuttavia, è stato assorbito in grandi quantità nei tessuti del corpo, possono svilupparsi malattie da radiazioni acute o croniche, a seconda della durata, della dose e della regolarità dell'esposizione. In alcuni casi, questo disturbo viene curato con successo, ma con lesioni estese è possibile un esito fatale.
In qualsiasi corpo normale, ci sono tracce di trizio, anche se sono assolutamente insignificanti e difficilmente influenzano la radiazione di fondo. Bene, per gli amanti degli orologi con lancette luminose, il suo livello è più volte superiore, sebbene sia ancora considerato sicuro.
