Mais recentemente, as pessoas acreditavam que um átomo é uma partícula indivisível integral. Mais tarde, ficou claro que consiste em um núcleo e elétrons girando em torno dele. Ao mesmo tempo, a parte central foi novamente considerada indivisível e integral. Hoje sabemos que consiste em prótons e nêutrons. Além disso, dependendo do número deste último, a mesma substância pode ter vários isótopos. Então trítio - o que é isso? O que é essa substância, como obtê-la e usá-la?
Trítio - o que é isso?
O hidrogênio é a substância mais simples da natureza. Se falarmos sobre sua forma mais comum, que será discutida em mais detalhes abaixo, então seu átomo consiste em apenas um próton e um elétron. No entanto, ele também pode receber partículas "extras", que alteram um pouco suas propriedades. Assim, o núcleo do trítio consiste em um próton e dois nêutrons. E se o protium, ou seja, a forma mais simples de hidrogênio, é o elemento mais abundante no universo, então você não pode dizer sobre sua versão "aprimorada" - ocorre na natureza em pequenas quantidades.
O isótopo hidrogênio trítio (o nome vem da palavra grega "terceiro") foi descoberto em 1934 por Rutherford, Olyphant e Hartek. E, de fato, eles tentaram encontrá-lo por muito tempo e muito. Imediatamente após a descoberta do deutério e da água pesada em 1932, os cientistas começaram a procurar esse isótopo aumentando a sensibilidade da análise espectral no estudo do hidrogênio comum. No entanto, apesar de tudo, suas tentativas foram em vão - mesmo nas amostras mais concentradas, eles nem sequer conseguiam ter uma ideia da presença de uma substância que simplesmente tinha que existir. Mas, no final, a pesquisa ainda foi bem-sucedida - Oliphant sintetizou o elemento usando água pesada no laboratório de Rutherford.
Em resumo, a definição de trítio é a seguinte: um isótopo radioativo de hidrogênio, cujo núcleo consiste em um próton e dois nêutrons. Então, o que se sabe sobre ele?
Sobre isótopos de hidrogênio
O primeiro elemento da tabela periódica é simultaneamente o mais comum no universo. Além disso, na natureza, ocorre na forma de um de seus três isótopos: protium, deutério ou trítio. O núcleo do primeiro consiste em um próton, que lhe deu o nome. A propósito, este é o único elemento estável que não possui nêutrons. O próximo da série de isótopos de hidrogênio é o deutério. O núcleo de seu átomo consiste em um próton e um nêutron, e o nome remonta à palavra grega "segundo".
Também foram obtidos em laboratório isótopos de hidrogênio ainda mais pesados, com números de massa de 4 a 7. Sua meia-vida é limitada a frações de segundos.
As propriedades
A massa atômica do trítio é de aproximadamente 3, 02 a. E. M. Em termos de suas propriedades físicas, essa substância quase não é diferente do hidrogênio comum, ou seja, em condições normais, é um gás leve, sem cor, sabor e cheiro, e possui alta condutividade térmica. A uma temperatura de cerca de -250 graus Celsius, torna-se um líquido incolor leve e fluente. O intervalo dentro do qual ele está nesse estado de agregação é bastante estreito. O ponto de fusão é de cerca de 259 graus Celsius, abaixo do qual o hidrogênio se torna uma massa semelhante à neve. Além disso, esse elemento se dissolve bastante bem em alguns metais.
No entanto, existem algumas diferenças nas propriedades. Primeiro, o terceiro isótopo tem menos reatividade e, segundo, o trítio é radioativo e, portanto, instável. A meia-vida é um pouco mais de 12 anos. No processo de radiólise, ele se transforma no terceiro isótopo de hélio com a emissão de elétrons e antineutrinos.
Obtendo
Na natureza, o trítio está contido em quantidades insignificantes e é mais frequentemente formado na atmosfera superior durante a colisão de partículas cósmicas e, por exemplo, átomos de nitrogênio. No entanto, existe também um método industrial para produzir esse elemento irradiando lítio-6 com nêutrons em reatores nucleares.
A síntese de trítio em um volume de cerca de 1 kg custa cerca de US $ 30 milhões.
Use
Então, aprendemos um pouco mais sobre o trítio - o que é e suas propriedades. Mas por que é necessário? Vamos dar uma olhada abaixo. Segundo alguns relatórios, a demanda comercial global de trítio é de cerca de 500 gramas por ano, e cerca de 7 kg são gastos em necessidades militares.
Segundo o Instituto Americano de Energia e Pesquisa Ambiental, 2, 2 centavos de hidrogênio superpesado foram produzidos nos Estados Unidos de 1955 a 1996. E para 2003, as reservas totais desse elemento eram de cerca de 18 kg. Para que eles são usados?
Primeiro, o trítio é necessário para manter a eficácia do combate às armas nucleares, que, como você sabe, alguns países ainda possuem. Em segundo lugar, a energia termonuclear não está completa sem ela. Ainda o trítio é usado em alguns estudos científicos, por exemplo, em geologia com sua ajuda para datar as águas naturais. Outro objetivo é a fonte de alimentação da luz de fundo do relógio. Além disso, estão em andamento experimentos para criar geradores de radioisótopos de baixíssima potência, por exemplo, para alimentar sensores autônomos. Espera-se que, nesse caso, sua vida útil seja de aproximadamente 20 anos. O custo desse gerador será de cerca de mil dólares.
As bugigangas com uma pequena quantidade de trítio no interior também existem como lembranças originais. Eles emitem um brilho e parecem bastante exóticos, especialmente se você conhece o conteúdo interno.
Perigo
O trítio é radioativo, o que explica parte de suas propriedades e usos. Sua meia-vida é de cerca de 12 anos, enquanto o hélio-3 é formado com a emissão de antineutrinos e um elétron. Durante esta reação, 18, 59 kW de energia são liberados e partículas beta se propagam no ar. Pode parecer estranho para o leigo que um isótopo radioativo seja usado, por exemplo, para iluminar um relógio, porque pode ser perigoso, não é? De fato, o trítio dificilmente ameaça a saúde humana, pois as partículas beta no processo de decomposição se espalham para um máximo de 6 milímetros e não conseguem superar obstáculos simples. No entanto, isso não significa que trabalhar com ele seja absolutamente seguro - qualquer ingestão de alimentos, ar ou absorção pela pele pode levar a problemas. Embora na maioria dos casos seja fácil e rapidamente excretado, esse nem sempre é o caso. Então, trítio - o que é do ponto de vista do risco de radiação?
Medidas de proteção
Apesar do fato de a baixa energia de decomposição do trítio não permitir que a radiação se espalhe seriamente, de modo que as partículas beta não possam penetrar na pele, não negligencie sua saúde. Ao trabalhar com esse isótopo, é claro que você não pode usar um traje de proteção contra radiação, mas regras básicas, como roupas fechadas e luvas cirúrgicas, devem ser observadas. Como o principal perigo do trítio é quando ingerido, é importante interromper a atividade em que isso se torna possível. O resto não é nada para se preocupar.
Se, no entanto, tiver sido absorvido em grandes quantidades nos tecidos do corpo, pode ocorrer doença de radiação aguda ou crônica, dependendo da duração, dose e regularidade da exposição. Em alguns casos, essa doença é curada com sucesso, mas com lesões extensas, um resultado fatal é possível.
Em qualquer corpo normal, existem vestígios de trítio, embora sejam absolutamente insignificantes e dificilmente afetem a radiação de fundo. Bem, para os amantes de relógios com ponteiros luminosos, seu nível é várias vezes superior, embora ainda seja considerado seguro.
