Más recientemente, la gente creía que un átomo es una partícula indivisible integral. Más tarde se hizo evidente que consta de un núcleo y electrones que giran a su alrededor. Al mismo tiempo, la parte central fue nuevamente considerada indivisible e integral. Hoy sabemos que se compone de protones y neutrones. Además, dependiendo del número de estos últimos, la misma sustancia puede tener varios isótopos. Entonces tritio, ¿qué es? ¿Qué es esta sustancia, cómo obtenerla y usarla?
Tritio: ¿qué es eso?
El hidrógeno es la sustancia más simple en la naturaleza. Si hablamos de su forma más común, que se discutirá con más detalle a continuación, entonces su átomo consta de solo un protón y un electrón. Sin embargo, también puede tomar partículas "extra", que cambian algo sus propiedades. Entonces, el núcleo de tritio consiste en un protón y dos neutrones. Y si el protio, es decir, la forma más simple de hidrógeno, es el elemento más abundante en el universo, entonces no se puede decir acerca de su versión "mejorada": ocurre en la naturaleza en pequeñas cantidades.
El isótopo de hidrógeno tritio (el nombre proviene de la palabra griega "tercero") fue descubierto en 1934 por Rutherford, Olyphant y Hartek. Y de hecho, trataron de encontrarlo durante mucho tiempo y con fuerza. Inmediatamente después del descubrimiento del deuterio y el agua pesada en 1932, los científicos comenzaron a buscar este isótopo aumentando la sensibilidad del análisis espectral en el estudio del hidrógeno ordinario. Sin embargo, a pesar de todo, sus intentos fueron en vano: incluso en las muestras más concentradas, ni siquiera podían percibir la presencia de una sustancia que simplemente tenía que existir. Pero al final, la búsqueda todavía fue exitosa: Oliphant sintetizó el elemento usando agua pesada en el laboratorio de Rutherford.
En resumen, la definición de tritio es la siguiente: un isótopo radiactivo de hidrógeno, cuyo núcleo consiste en un protón y dos neutrones. Entonces, ¿qué se sabe de él?
Acerca de los isótopos de hidrógeno
El primer elemento de la tabla periódica es simultáneamente el más común en el universo. Además, en la naturaleza ocurre en la forma de uno de sus tres isótopos: protio, deuterio o tritio. El núcleo del primero consiste en un protón, que le dio su nombre. Por cierto, este es el único elemento estable que no tiene neutrones. El siguiente en la serie de isótopos de hidrógeno es el deuterio. El núcleo de su átomo consiste en un protón y un neutrón, y el nombre se remonta a la palabra griega "segundo".
Incluso se obtuvieron en el laboratorio isótopos de hidrógeno aún más pesados con números de masa de 4 a 7. Su vida media se limita a fracciones de segundos.
Las propiedades
La masa atómica del tritio es de aproximadamente 3.02 a. E. m. Por sus propiedades físicas, esta sustancia casi no es diferente del hidrógeno ordinario, es decir, en condiciones normales es un gas ligero sin color, sabor y olor, tiene una alta conductividad térmica. A una temperatura de aproximadamente -250 grados centígrados, se convierte en un líquido incoloro ligero y fluido. El rango dentro del cual se encuentra en este estado de agregación es bastante estrecho. El punto de fusión es de aproximadamente 259 grados Celsius, debajo del cual el hidrógeno se convierte en una masa similar a la nieve. Además, este elemento se disuelve bastante bien en algunos metales.
Sin embargo, hay algunas diferencias en las propiedades. En primer lugar, el tercer isótopo tiene menos reactividad y, en segundo lugar, el tritio es radiactivo y, por lo tanto, inestable. La vida media es un poco más de 12 años. En el proceso de radiólisis, se convierte en el tercer isótopo de helio con la emisión de un electrón y antineutrino.
Conseguir
En la naturaleza, el tritio está contenido en cantidades insignificantes y se forma con mayor frecuencia en la atmósfera superior durante la colisión de partículas cósmicas y, por ejemplo, átomos de nitrógeno. Sin embargo, también existe un método industrial para producir este elemento irradiando litio-6 con neutrones en reactores nucleares.
La síntesis de tritio en un volumen de aproximadamente 1 kilogramo cuesta aproximadamente $ 30 millones.
Uso
Entonces, aprendimos un poco más sobre el tritio: qué es y sus propiedades. ¿Pero por qué es necesario? Echemos un vistazo a continuación. Según algunos informes, la demanda comercial mundial de tritio es de aproximadamente 500 gramos por año, y se gastan alrededor de 7 kilogramos en necesidades militares.
Según el Instituto Americano de Investigación de Energía y Medio Ambiente, se produjeron 2, 2 centavos de hidrógeno superpesado en los Estados Unidos desde 1955 hasta 1996. Y para 2003, las reservas totales de este elemento fueron de aproximadamente 18 kilogramos. ¿Para qué se usan?
Primero, el tritio es necesario para mantener la efectividad de combate de las armas nucleares, que, como saben, algunos países aún poseen. En segundo lugar, la energía termonuclear no está completa sin ella. Todavía el tritio se usa en algunos estudios científicos, por ejemplo, en geología con su fecha de ayuda aguas naturales. Otro propósito es la fuente de alimentación de la luz de fondo del reloj. Además, se están realizando experimentos para crear generadores de radioisótopos de potencia ultrabaja, por ejemplo, para alimentar sensores autónomos. Se espera que en este caso su vida útil sea de unos 20 años. El costo de tal generador será de aproximadamente mil dólares.
Las baratijas con una pequeña cantidad de tritio en el interior también existen como recuerdos originales. Emiten un brillo y se ven bastante exóticos, especialmente si conoce el contenido interno.
Peligro
El tritio es radiactivo, esto explica parte de sus propiedades y usos. Su vida media es de aproximadamente 12 años, mientras que el helio-3 se forma con la emisión de antineutrinos y un electrón. Durante esta reacción, se liberan 18, 59 kW de energía y las partículas beta se propagan en el aire. Al lego puede parecerle extraño que se use un isótopo radiactivo, por ejemplo, para iluminar un reloj, porque puede ser peligroso, ¿no? De hecho, el tritio apenas amenaza la salud humana con nada, ya que las partículas beta en el proceso de descomposición se extienden a un máximo de 6 milímetros y no pueden superar obstáculos simples. Sin embargo, esto no significa que trabajar con él sea absolutamente seguro: cualquier ingestión de alimentos, aire o absorción a través de la piel puede causar problemas. Aunque en la mayoría de los casos se excreta fácil y rápidamente, este no es siempre el caso. Entonces, tritio: ¿qué es desde el punto de vista del peligro de radiación?
Medidas de protección
A pesar de que la baja energía de descomposición del tritio no permite que la radiación se propague seriamente, por lo que las partículas beta ni siquiera pueden penetrar en la piel, no descuides tu salud. Cuando trabaje con este isótopo, por supuesto, no puede usar un traje de protección contra la radiación, pero se deben observar reglas básicas, como ropa cerrada y guantes quirúrgicos. Dado que el principal peligro del tritio es cuando se ingiere, es importante detener la actividad en la que esto es posible. El resto no es nada de qué preocuparse.
Sin embargo, si se ha absorbido en grandes cantidades en los tejidos del cuerpo, se puede desarrollar enfermedad por radiación aguda o crónica, dependiendo de la duración, la dosis y la regularidad de la exposición. En algunos casos, esta dolencia se cura con éxito, pero con lesiones extensas, es posible un desenlace fatal.
En cualquier cuerpo normal, hay rastros de tritio, aunque son absolutamente insignificantes y apenas afectan la radiación de fondo. Bueno, para los amantes de los relojes con agujas luminosas, su nivel es varias veces mayor, aunque todavía se considera seguro.
