Het tritium is de naam die is gegeven aan een van de isotopen van het chemische element waterstof, waarvan het symbool meestal T of 3 H is, hoewel het ook waterstof-3 wordt genoemd. Dit wordt veel gebruikt in een groot aantal toepassingen, vooral in de nucleaire sector.
Ook is deze isotoop in de jaren dertig voor het eerst ontstaan, beginnend bij het bombardement met hoogenergetische deeltjes (deuteronen genoemd) van een ander isotoop van hetzelfde element genaamd deuterium, dankzij de wetenschappers P.Harteck, ML Oliphant en E.Rutherford .
Deze onderzoekers slaagden er niet in om tritium te isoleren ondanks hun tests, die wel concrete resultaten opleverden in de handen van Cornog en Álvarez, die op hun beurt de radioactieve eigenschappen van deze stof ontdekten.
Op deze planeet is de productie van tritium in de natuur uiterst zeldzaam en komt het slechts in zulke kleine hoeveelheden voort dat ze als sporen worden beschouwd door atmosferische interacties met kosmische straling.
Structuur
Als we het hebben over de structuur van tritium, valt het eerst op dat de kern ervan twee neutronen en een enkel proton heeft, waardoor het een massa heeft die drie keer groter is dan die van gewone waterstof.
Deze isotoop heeft fysische en chemische eigenschappen die hem onderscheiden van andere isotopensoorten die zijn afgeleid van waterstof, ondanks hun structurele overeenkomsten.
Naast een atoomgewicht of massa van ongeveer 3 g, vertoont deze stof radioactiviteit, waarvan de kinetische kenmerken een halfwaardetijd van ongeveer 12,3 jaar vertonen.
De bovenste afbeelding vergelijkt de structuren van de drie bekende isotopen van waterstof, protium genaamd (de meest voorkomende soort), deuterium en tritium.
De structurele kenmerken van tritium zorgen ervoor dat het naast waterstof en deuterium kan bestaan in water dat afkomstig is uit de natuur, waarvan de productie mogelijk het gevolg is van de interactie die optreedt tussen kosmische straling en stikstof van atmosferische oorsprong.
In die zin is deze stof in het water van natuurlijke oorsprong aanwezig in een verhouding van 10-18 ten opzichte van gewone waterstof; dat wil zeggen een verwaarloosbare overvloed die alleen als sporen kan worden herkend.
Enkele feiten over tritium
Verschillende manieren om tritium te produceren zijn onderzocht en gebruikt vanwege de grote wetenschappelijke belangstelling voor zijn radioactieve en energie-efficiënte eigenschappen.
De volgende vergelijking toont dus de algemene reactie waarmee dit isotoop wordt geproduceerd, door het bombardement van deuteriumatomen met hoogenergetische deuteronen:
D + D → T + H
Evenzo kan het worden uitgevoerd als een exotherme of endotherme reactie via een proces dat neutronenactivering van bepaalde elementen (zoals lithium of boor) wordt genoemd, en afhankelijk van het element dat wordt behandeld.
Naast deze methoden kan tritium zelden worden verkregen uit kernsplijting, die bestaat uit de deling van de kern van een atoom dat als zwaar wordt beschouwd (in dit geval isotopen van uranium of plutonium) om twee of meer kernen van kleinere grootte, waardoor enorme hoeveelheden energie worden geproduceerd.
In dit geval komt het verkrijgen van tritium voor als bijproduct of bijproduct, maar het is niet het doel van dit mechanisme.
Met uitzondering van het eerder beschreven proces, worden al deze productieprocessen van deze isotopensoort uitgevoerd in kernreactoren, waarin de omstandigheden van elke reactie worden gecontroleerd.
Eigendommen
- Produceert enorm veel energie als het afkomstig is van deuterium.
- Het heeft radioactiviteitseigenschappen, wat de wetenschappelijke belangstelling voor kernfusieonderzoek blijft wekken.
- Deze isotoop wordt in zijn moleculaire vorm weergegeven als T 2 of 3 H 2 , waarvan het molecuulgewicht ongeveer 6 g is.
- Net als protium en deuterium is deze stof moeilijk te beperken.
- Wanneer deze soort wordt gecombineerd met zuurstof, produceert het een oxide (weergegeven als T 2 O) dat zich in de vloeibare fase bevindt en algemeen bekend staat als superzwaar water.
- Het kan gemakkelijker fusie ondergaan met andere lichte soorten dan die welke wordt aangetoond door gewone waterstof.
- Het vormt een gevaar voor het milieu als het op grote schaal wordt gebruikt, vooral bij reacties van fusieprocessen.
- Het kan met zuurstof een andere stof vormen die bekend staat als halfsuper zwaar water (weergegeven als HTO), die ook radioactief is.
- Het wordt beschouwd als een generator van deeltjes met lage energie, bekend als bètastraling.
- Wanneer er gevallen zijn geweest van consumptie van getritieerd water, is waargenomen dat de halfwaardetijd in het lichaam tussen 2,4 en 18 dagen blijft en vervolgens wordt uitgescheiden.
Toepassingen
Onder de toepassingen van tritium vallen de processen op die verband houden met kernreacties. Hieronder vindt u een lijst met de belangrijkste toepassingen:
- Op het gebied van radioluminescentie wordt tritium gebruikt om instrumenten te produceren die verlichting mogelijk maken, vooral 's nachts, in verschillende apparaten voor commercieel gebruik, zoals horloges, messen, vuurwapens, onder andere door middel van zelfvoeding.
- Op het gebied van de nucleaire chemie worden reacties van dit type gebruikt als energiebron bij de vervaardiging van nucleaire en thermonucleaire wapens, en worden ze ook gebruikt in combinatie met deuterium voor gecontroleerde kernfusieprocessen.
- Op het gebied van analytische chemie kan deze isotoop gebruikt worden in het radioactieve labelingsproces, waarbij tritium in een specifieke soort of molecuul wordt geplaatst en kan worden opgevolgd voor studies die men wenst uit te voeren.
- In het geval van het biologische medium wordt tritium gebruikt als een tijdelijke tracer in oceanische processen, waardoor onderzoek kan worden gedaan naar de evolutie van de oceanen op aarde op fysisch, chemisch en zelfs biologisch gebied.
- Deze soort is onder meer gebruikt om een atoombatterij te vervaardigen om elektrische energie te produceren.
Referenties
- Britannica, E. (zd). Tritium. Opgehaald van britannica.com
- PubChem. (sf). Tritium. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (sf). Deuterium. Opgehaald van en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemistry, negende editie. Mexico: McGraw-Hill.
- Vasaru, G. (1993). Tritium isotopenscheiding. Opgehaald van books.google.co.ve