أخبار والمجتمع, بيئة
التريتيوم - ما هو؟ التريتيوم الوزن
وفي الآونة الأخيرة، يعتقد الناس أن ذرة - جسيم لا يتجزأ كله. وفي وقت لاحق أصبح من الواضح أنه يتكون من نواة وإلكترونات تدور. في هذه الحالة، وجزءا أساسيا مرة أخرى اعتبرت غير قابلة للتجزئة وكامل. اليوم نحن نعرف أن أنه يتكون من البروتونات والنيوترونات. وعلاوة على ذلك، اعتمادا على عدد من هذه الأخيرة، في واحدة ونفس المادة قد يكون لها عدة نظائر. لذا، التريتيوم - ما هو؟ ما هو عليه بالنسبة للمادة، وكيفية الحصول عليها واستخدامها؟
التريتيوم - ما هو؟
الهيدروجين - أبسط المسألة في الطبيعة. إذا كنا نتحدث عن شكله الأكثر شيوعا، عن الذي سيقال أكثر أدناه، ذرة لها تتكون من بروتون واحد وإلكترون واحد. ومع ذلك، فإنه يمكن أيضا أن تأخذ جزيئات "إضافية"، والتي تغير قليلا خصائصه. وهكذا، فإن نواة التريتيوم تتكون من بروتون واثنين من النيوترونات. وإذا كان العقل الذي هو أبسط شكل من أشكال الهيدروجين - هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، شيئا عن بلده "تحسين" نسخة منه لا يقول - في الطبيعة، وجدت بكميات صغيرة.
افتتح الهيدروجين النظائر التريتيوم (الاسم يأتي من الكلمة اليونانية "الثالثة") في عام 1934 من قبل روثرفورد، أوليفانت وHarteck. في واقع الأمر، وحاولنا أن يجدوا له منذ فترة طويلة جدا وصعبة. مباشرة بعد اكتشاف الديوتيريوم والماء الثقيل في عام 1932، بدأ العلماء للبحث عن هذا النظير من خلال زيادة حساسية التحليل الطيفي في الدراسة من الهيدروجين العادي. ومع ذلك، على الرغم من كل شيء، وكانت محاولاتهم عبثا - حتى في العينات الأكثر تركيزا فشل في الحصول حتى تلميحا من وجود المادة التي اضطرت لمجرد الوجود. ولكن في النهاية كان البحث لا يزال غير ناجحة - توليفها أوليفانت عنصر مع مساعدة من الماء الثقيل في مختبر رذرفورد.
باختصار، تعريف التريتيوم كما يلي: أ النظير المشع للهيدروجين، الذي يتكون من بروتون واثنين من النيوترونات النواة. لذلك، ما نعرفه عنه؟
على نظائر الهيدروجين
العنصر الأول من الجدول الدوري هو في آن واحد الأكثر شيوعا في الكون. في الطبيعة يحدث في شكل واحد من ثلاثة نظائر لها: البروتيوم، الديوتيريوم أو التريتيوم. وتتكون النواة الأولى من بروتون واحد، والذي أعطاها اسمها. بالمناسبة، هذا هو العنصر الثابت الوحيد الذي لا يوجد لديه النيوترونات. في اليوم التالي في سلسلة من نظائر الهيدروجين الديوتيريوم هو. جوهر ذرة لها يتكون من بروتون ونيوترون، والاسم مشتق من الكلمة اليونانية "ثانية".
كما أعدت في المختبر حتى أثقل نظائر الهيدروجين مع أرقام كتلة من 4 إلى 7. مدة نصف فصوص ثانية محدودة.
خصائص
النووي الوزن التريتيوم حوالي 3.02 أ. ه. م. الخصائص الفيزيائية لهذه المادة ليست مختلفة جدا من الهيدروجين التقليدي، أي في الظروف العادية هو الغاز الخفيف دون اللون والطعم والرائحة، لديها الموصلية الحرارية العالية. عند درجة حرارة حوالي -250 درجة مئوية يصبح سهل والسوائل سائل عديم اللون. مجموعة من خلاله أنه يقع في ولاية تجميع ضيقة للغاية. درجة حرارة انصهار حوالي 259 درجة مئوية، وأدناه والتي يصبح الهيدروجين كتلة snegopodobnoy. وبالإضافة إلى ذلك، هذا العنصر قابل للذوبان تماما في بعض المعادن.
ومع ذلك، هناك بعض الاختلافات في الخصائص. أولا، النظير الثالث له التفاعل أقل، وثانيا، التريتيوم غير المشعة، وبالتالي غير مستقرة. نصف العمر لأكثر من 12 سنوات فقط. في عملية الإشعاعي يتحول النظير الثالث من الهيليوم مع انبعاث الإلكترون وantineutrinos.
استقبال
في الطبيعة، والتريتيوم الواردة في كميات صغيرة، وغالبا ما تتشكل في الغلاف الجوي العلوي عندما تصطدم الجسيمات الكونية، وعلى سبيل المثال، ذرات النيتروجين. ومع ذلك، هناك طريقة صناعية لإنتاج هذا العنصر بواسطة أشعة ليثيوم 6 النيوترونات في المفاعلات النووية.
تكلفة تركيب من التريتيوم في الحجم، التي تزن حوالي 1 كيلوغرام، حوالي 30 مليون $.
استخدام
لذلك، تعلمنا أكثر قليلا عن التريتيوم - ما هو عليه، وخصائصه. ولكن لماذا هو المطلوب؟ دعونا نبحث أدناه. ووفقا لبعض التقديرات إلى أن الطلب التجاري العالمي على التريتيوم حوالي 500 غراما سنويا تنفق على الاحتياجات العسكرية لنحو 7 كجم.
وفقا للمعهد الأمريكي لأبحاث الطاقة والبيئة، 1955-1996، 2.2 قنطار من الهيدروجين فائقة الثقل أنتجت في الولايات المتحدة. وفي عام 2003 بلغت احتياطيات البلاد من العنصر حوالي 18 كجم. لماذا يتم استخدامها؟
أولا، لا بد من التريتيوم للحفاظ على القدرة القتالية للأسلحة النووية، والتي، كما نعلم، لا تزال تمتلك بعض البلدان. ثانيا، وبدون ذلك لا تستطيع أن تفعل طاقة الانصهار. التريتيوم أخرى تستخدم في بعض الدراسات العلمية، على سبيل المثال، في الجيولوجيا معها يعود إلى المياه الطبيعية. غرض آخر - مصدر الطاقة من ساعات الإضاءة الخلفية. وبالإضافة إلى ذلك، يجري حاليا تجارب على خلق مولدات النظائر المشعة السلطة منخفضة للغاية، على سبيل المثال، وأجهزة الاستشعار لإمدادات الطاقة مستقلة. ومن المتوقع أنه في هذه الحالة خدمة الحياة من حوالي 20 عاما. فإن تكلفة مثل هذا المولد يكون نحو ألف دولار.
كما الهدايا التذكارية الأصلي، وهناك أيضا سلاسل المفاتيح مع كمية صغيرة من التريتيوم في الداخل. تنبعث توهج ونظرة غريبة جدا، خصوصا إذا كنت تعرف عن المحتوى الداخلي.
خطر
التريتيوم المشع هو الذي يفسر جزءا من خصائصه واستخداماته. في نصف العمر حوالي 12، وبالتالي تشكيل antineutrinos الهليوم 3 والإلكترون الانبعاثات. خلال هذا التفاعل ينتج 18.59 كيلووات جسيمات بيتا الطاقة ويتم توزيعها في الهواء. رجل في الشارع قد يبدو غريبا أن يتم استخدام النظائر المشعة، على سبيل المثال، لتسليط الضوء على ساعة، لأنها يمكن أن تكون خطرة، أليس كذلك؟ في الواقع التريتيوم يكاد أي شيء يهدد صحة الإنسان، لأنه يتم توزيع جسيمات بيتا تصل إلى 6 ملليمتر في عملية الاضمحلال، ولا يمكن التغلب على العقبات البروتوزوا. ومع ذلك، هذا لا يعني أن العمل معهم هو آمنة تماما - أي مدخل من الغذاء والهواء، أو امتصاص من خلال الجلد يمكن أن تؤدي إلى مشاكل. بينما في معظم الحالات تفرز بسهولة وبسرعة، وهذا ليس الحال دائما. لذا، التريتيوم - ما هو عليه من حيث الخطر الإشعاعي؟
تدابير الحماية
على الرغم من أن إنحلال منخفضة الطاقة من التريتيوم لا يسمح الإشعاع تنتشر على محمل الجد، جسيمات بيتا بحيث لا يمكن التغلب عليها حتى الجلد، ويجب أن لا تهمل صحتك. عند العمل مع هذه النظائر يمكن، بطبيعة الحال، لا تستخدم الدعاوى الحماية من الإشعاع، ولكن القواعد الأساسية، مثل الملابس مغلقة والقفازات الجراحية، يجب الالتزام بها. منذ الخطر الرئيسي من التريتيوم هو عن طريق ابتلاع، فمن المهم لوقف النشاط الذي يصبح ممكنا. وبالنسبة للبقية، لا شيء يدعو للقلق.
إذا، ومع ذلك، فمن بأعداد كبيرة المسجلين في أنسجة الجسم، قد وضع مرض الإشعاع الحاد أو المزمن يعتمد على المدة، والجرعة وتكرار التعرض. في بعض الحالات، يتم التعامل بنجاح هذا المرض، ولكن الآفات واسعة قد تؤدي إلى الوفاة.
في أي الجسم الطبيعي لديها آثار التريتيوم، على الرغم من أنها تافهة تماما وليس من المرجح أن تؤثر على خلفية الإشعاع. ولكن من بين المشجعين من الساعات مع أيدي مضيئة فوق مستوى له عدة مرات، وإن كانت لا تزال تعتبر آمنة.
المياه فائقة الثقيلة
التريتيوم كما الهيدروجين العادي يمكن أن تشكل مواد جديدة. على وجه الخصوص، كان يدخل في جزيء يسمى فائقة الثقيلة (الوزن الثقيل) المياه. خصائص هذه المادة ليست مختلفة كثيرا عن H المعتاد 2 O. في كل شخص أن ماء معالج بالتريتيوم يمكن أيضا أن تشارك في عملية التمثيل الغذائي، ولها سمية عالية نوعا ما، ويتم عرض لمدة عشرة أيام، وخلالها الأنسجة يمكن الحصول على درجة عالية جدا من التعرض. على الرغم من أن هذه المادة هي أقل خطورة في حد ذاته، بل هو أكثر خطورة في اتصال مع الفترة التي لا يوجد في الجسم.
Similar articles
Trending Now