Трыцій - што гэта такое? маса трыція

Яшчэ зусім нядаўна людзі лічылі, што атам - гэта суцэльная непадзельная часціца. Пазней стала ясна, што ён складаецца з ядра і якія верцяцца вакол яго электронаў. Пры гэтым цэнтральная частка зноў лічылася непадзельнай і суцэльнай. Сёння мы ведаем, што яна складаецца з пратонаў і нейтронаў. Прычым, у залежнасці ад колькасці апошніх, у аднаго і таго ж рэчыва можа быць некалькі ізатопаў. Такім чынам, трыцій - што гэта такое? Што гэта за рэчыва, як яго атрымаць і выкарыстоўваць?

Трыцій - што гэта такое?

Вадарод - самае простае рэчыва ў прыродзе. Калі казаць пра яго самую распаўсюджаную форму, пра якую падрабязней будзе сказана крыху ніжэй, то яго атам складаецца толькі з аднаго пратона і аднаго электрона. Аднак ён можа прымаць і "лішнія" часціцы, якія некалькі змяняюць яго ўласцівасці. Так, ядро трыція складаецца з пратона і двух нейтронаў. І калі супраць, то ёсць самая простая форма вадароду - гэта самы распаўсюджаны ў сусвеце элемент, то пра яго "палепшаную" версію гэтага не скажаш - у прыродзе ён сустракаецца ў нязначных колькасцях.

Ізатоп вадароду трыцій (назва паходзіць ад грэцкага слова "трэці") быў адкрыты ў 1934 году Резерфордом, Олифантом і Хартеком. І на самай справе, знайсці яго спрабавалі вельмі доўга і ўпарта. Адразу пасля адкрыцця дэйтэрыя і цяжкай вады ў 1932 году навукоўцы сталі шукаць гэты ізатоп з дапамогай павышэння адчувальнасці спектральнага аналізу пры вывучэнні звычайнага вадароду. Аднак, нягледзячы ні на што, іх спробы былі марныя - нават у самых канцэнтраваных узорах не ўдавалася атрымаць нават намёк на прысутнасць рэчывы, якое было проста абавязана існаваць. Але ў выніку пошукі ўсё ж такі ўвянчаліся поспехам - Олифант сінтэзаваў элемент з дапамогай цяжкай вады ў лабараторыі Рэзерфорда.

Калі коратка, то вызначэнне трыція гучыць наступным чынам: радыеактыўны ізатоп вадароду, ядро якога складаецца з пратона і двух нейтронаў. Такім чынам, што пра яго вядома?

Пра ізатопы вадароду

Першы элемент перыядычнай табліцы з'яўляецца адначасова найбольш распаўсюджаным ва Сусвету. Пры гэтым у прыродзе ён сустракаецца ў выглядзе аднаго з трох сваіх ізатопаў: супраць, дэйтэрыя або трыція. Ядро першага складаецца з аднаго пратона, што і дало яму назва. Дарэчы, гэта адзіны стабільны элемент, у якога адсутнічаюць нейтроны. Наступным у шэрагу ізатопаў вадароду з'яўляецца дэйтэрый. Ядро яго атама складаецца з пратона і нейтрона, а назва ўзыходзіць да грэчаскага слова "другі".

У лабараторыі былі атрыманы таксама яшчэ больш цяжкія ізатопы вадароду з масавымі лікамі ад 4 да 7. Перыяд іх паўраспаду абмяжоўваецца долямі секунд.

ўласцівасці

Атамная маса трыція складае прыкладна 3,02 а. а. м. Па сваіх фізічных уласцівасцях гэта рэчыва амаль не адрозніваецца ад звычайнага вадароду, гэта значыць у нармальных умовах з'яўляецца лёгкім газам без колеру, густу і паху, валодае высокай цеплаправоднасцю. Пры тэмпературы каля -250 градусаў па Цэльсіі становіцца лёгкай і цякучай бясколернай вадкасцю. Дыяпазон, у межах якіх ён знаходзіцца ў дадзеным агрэгатным стане даволі вузкі. Тэмпература плаўлення складае каля 259 градусаў па Цэльсіі, ніжэй якой вадарод становіцца снегоподобной масай. Акрамя таго, гэты элемент даволі добра раствараецца ў некаторых металах.

Аднак ёсць і некаторыя адрозненні ва ўласцівасцях. Па-першае, трэці ізатоп валодае меншай рэакцыйнай здольнасцю, а па-другое, трыцій радыёактыўны і ў сувязі з гэтым нестоек. Перыяд паўраспаду складае крыху больш за 12 гадоў. У працэсе радиолиза ён ператвараецца ў трэці ізатоп гелія з выпусканнем электрона і антинейтрино.

атрыманне

У прыродзе трыцій змяшчаецца ў нязначных колькасцях і ўтворыцца часцей за ўсё ў верхніх пластах атмасферы пры соударении касмічных часціц і, напрыклад, атамаў азоту. Аднак існуе і прамысловы метад атрымання гэтага элемента з дапамогай апрамянення літыя-6 нейтронах ў ядзерных рэактарах.

Сінтэз трыція ў аб'ёме, маса якога складае каля 1 кілаграма, абыходзіцца прыкладна ў 30 мільёнаў даляраў.

выкарыстанне

Такім чынам, мы крыху больш даведаліся пра трыцій - што гэта такое і яго ўласцівасці. Але навошта ён патрэбны? Разбярэмся крыху ніжэй. Па некаторых дадзеных сусветная камерцыйная патрэба ў трыцій складае каля 500 грамаў у год, яшчэ каля 7 кілаграм сыходзіць на ваенныя патрэбы.

Па дадзеных амерыканскага інстытута даследаванняў энергетыкі і навакольнага асяроддзя, з 1955 па 1996 год у ЗША было выраблена 2,2 цэнтнера звышцяжкога вадароду. А на 2003 год агульныя запасы гэтага элемента складалі каля 18 кілаграмаў. Для чаго ж яны выкарыстоўваюцца?

Па-першае, трыцій неабходны для падтрымання баяздольнасці ядзернай зброі, якім, як вядома, пакуль яшчэ валодаюць некаторыя краіны. Па-другое, без яго не абыходзіцца тэрмаядзерная энергетыка. Яшчэ трыцій выкарыстоўваецца ў некаторых навуковых даследаваннях, напрыклад, у геалогіі з яго дапамогай датуюць прыродныя вады. Яшчэ адно прызначэнне - крыніца харчавання падсвятлення ў гадзінах. Акрамя таго, у цяперашні час праводзяцца эксперыменты па стварэнні радыеізатопных генератараў звышмалых магутнасці, напрыклад, для харчавання аўтаномных датчыкаў. Чакаецца, што ў гэтым выпадку тэрмін іх службы складзе каля 20 гадоў. Кошт такога генератара складзе каля адной тысячы долараў.

У якасці арыгінальных сувеніраў таксама існуюць брелка з невялікай колькасцю трыція ўнутры. Яны выдаюць свячэнне і выглядаюць даволі экзатычна, асабліва калі ведаць аб ўнутраным змесце.

небяспека

Трыцій радыёактыўны, менавіта гэтым тлумачыцца частка яго уласцівасцяў і відаў выкарыстання. Яго перыяд паўраспаду складае каля 12 гадоў, пры гэтым утворыцца гелій-3 з выпусканнем антинейтрино і электрона. У працэсе гэтай рэакцыі вылучаецца 18,59 кВт энергіі і бэта-часціцы распаўсюджваюцца ў паветры. Абывацелю можа здацца дзіўным, што радыеактыўны ізатоп выкарыстоўваецца, скажам, для падсвятлення ў гадзінах, бо гэта можа быць небяспечным, хіба не? На самай справе трыцій ці ледзь чымсьці пагражае чалавечаму здароўю, паколькі бэта-часціцы ў працэсе яго распаду распаўсюджваюцца максімум на 6 міліметраў і не могуць пераадолець найпростыя перашкоды. Зрэшты, гэта не значыць, што праца з ім абсалютна бяспечная - любое трапленне ўнутр з ежай, паветрам або убіранне праз скуру можа прывесці да праблем. Хоць у большасці выпадкаў ён лёгка і хутка выводзіцца, так бывае не заўсёды. Такім чынам, трыцій - што гэта такое з пункту гледжання радыяцыйнай небяспекі?

меры абароны

Нягледзячы на тое што малая энергія распаду трыція не дазваляе радыяцыі сур'ёзна распаўсюджвацца, так што бэта-часціцы не могуць пераадолець нават скуру, не варта грэбаваць сваім здароўем. Пры працы з гэтым ізатопам можна, вядома, не выкарыстоўваць касцюм радыяцыйнай абароны, але элементарныя правілы, такія як закрытая адзенне і хірургічныя пальчаткі, выконваць неабходна. Паколькі асноўную небяспеку трыцій ўяўляе пры трапленні ўнутр, важна спыніць дзейнасць, пры якой гэта стане магчымым. У астатнім турбавацца няма пра што.

Калі ўсё ж ён у вялікай колькасці паступіў у тканіны арганізма, можа развіцца, вострая або хранічная прамянёвая хвароба ў залежнасці ад працягласці, дозы і рэгулярнасці ўздзеяння. У некаторых выпадках гэтая хвароба паспяхова вылечваецца, але пры шырокіх паразах магчымы смяротны зыход.

У любой нармальнай арганізме ёсць сляды трыція, хоць яны і абсалютна нязначныя і ці ледзь ўплываюць на радыяцыйны фон. Ну а ў аматараў гадзін са святлівымі стрэлкамі яго ўзровень вышэй у некалькі разоў, хоць і ўсё роўна лічыцца бяспечным.

звышцяжкіх вада

Трыцій, як і звычайны вадарод, можа ўтвараць новыя рэчывы. У прыватнасці, ён уваходзіць у малекулу так званай звышцяжкай (суперцяжкай) вады. Ўласцівасці гэтага рэчыва не занадта адрозніваюцца ад звыклай кожнаму чалавеку H ₂ O. Пры тым, што тритиевая вада таксама можа ўдзельнічаць у метабалізме, яна адрозніваецца даволі высокай таксічнасцю і выводзіцца на працягу дзесяцідзённага тэрміну, за які тканіны могуць атрымаць даволі высокую ступень апрамянення. І хоць дадзенае рэчыва менш небяспечна само па сабе, яно з'яўляецца больш небяспечным у сувязі з перыядам, на працягу якога знаходзіцца ў арганізме.