هيكل التريتيوم وخصائصه واستخداماته

ال الترتيوم نظير للهيدروجين هو الاسم الذي أطلق على أحد نظائر عنصر الهيدروجين الكيميائي ، والذي يكون رمزه عادة T أو ³H ، على الرغم من أنها تسمى الهيدروجين 3. يستخدم هذا على نطاق واسع في عدد كبير من التطبيقات ، وخاصة في المجال النووي.

أيضًا ، نشأ هذا النظير لأول مرة في ثلاثينيات القرن الماضي ، بدءًا من القصف بجزيئات عالية الطاقة (تسمى الديوترونات) لنظير آخر من نفس العنصر يسمى الديوتيريوم ، وذلك بفضل العلماء ب. هارتيك ، إم إل أوليفانت وإي..

لم ينجح هؤلاء الباحثون في عزل التريتيوم على الرغم من تجاربهم ، والتي أسفرت عن نتائج ملموسة في أيدي كورنوك وألفاريز ، واكتشفوا بدورهم الصفات المشعة لهذه المادة.

على هذا الكوكب ، يكون إنتاج التريتيوم نادرًا للغاية في الطبيعة ، ولا ينشأ إلا بنسب صغيرة للغاية بحيث يتم النظر في الآثار عن طريق التفاعلات الجوية مع الإشعاع الكوني..

مؤشر

• 1 هيكل
  • 1.1 بعض الحقائق عن التريتيوم
• 2 خصائص
• 3 الاستخدامات
• 4 المراجع

هيكل

عندما نتحدث عن بنية التريتيوم ، فإن أول ما يجب ملاحظته هو نواته التي تمتلك نيوترون وبروتون واحد ، مما يعطيها كتلة أكبر بثلاث مرات من كتلة الهيدروجين العادي..

هذا النظير له خواص فيزيائية وكيميائية تميزه عن غيره من الأنواع النظرية من الهيدروجين ، على الرغم من التشابه البنيوي.

بالإضافة إلى أن الوزن الذري أو الكتلة حوالي 3 غرام ، تظهر هذه المادة النشاط الإشعاعي ، الذي تظهر خصائصه الحركية أن عمر النصف يبلغ حوالي 12.3 عامًا..

تقارن الصورة العلوية بنيات النظائر الثلاثة المعروفة للهيدروجين ، والتي تسمى البروتينيوم (أكثر الأنواع وفرة) ، الديوتيريوم والتريتيوم..

الخصائص الهيكلية للتريتيوم تسمح لها بالتعايش مع الهيدروجين والدوتيريوم في المياه التي تأتي من الطبيعة ، والتي قد يكون إنتاجها بسبب التفاعل بين الإشعاع الكوني والنيتروجين ذي الأصل الجوي.

وبهذا المعنى ، توجد هذه المادة في الماء ذي الأصل الطبيعي بنسبة 10^-18 فيما يتعلق بالهيدروجين العادي ؛ وهذا هو ، وفرة صغيرة لا يمكن التعرف عليها إلا على أنها آثار.

بعض الحقائق عن التريتيوم

تم البحث عن عدة طرق لإنتاج التريتيوم واستخدامها نظرًا لاهتمامها العلمي الكبير بسبب الخواص المشعة واستخدام الطاقة الذي توفره..

وهكذا ، تظهر المعادلة التالية رد الفعل العام الذي ينتج به هذا النظير ، من قصف ذرات الديوتيريوم مع الديوترونات ذات الطاقة العالية:

D + D → T + H

وبالمثل ، يمكن تنفيذه كرد فعل طارد للحرارة أو للحرارة من خلال عملية تسمى تنشيط النيوترون لعناصر معينة (مثل الليثيوم أو البورون) ، واعتمادًا على العنصر الذي تتم معالجته.

بالإضافة إلى هذه الطرق ، نادراً ما يمكن الحصول على التريتيوم من الانشطار النووي ، والذي يتكون من تقسيم نواة ذرة تعتبر ثقيلة (في هذه الحالة ، نظائر اليورانيوم أو البلوتونيوم) للحصول على نوتين أو أكثر من النوى الثانوية. الحجم ، وتنتج كميات هائلة من الطاقة.

في هذه الحالة ، يتم الحصول على التريتيوم كمنتج جانبي أو منتج ثانوي ، ولكن ليس الغرض من هذه الآلية.

باستثناء العملية الموضحة سابقًا ، يتم تنفيذ جميع عمليات الإنتاج الخاصة بهذا النوع من النظائر في المفاعلات النووية ، حيث يتم التحكم في ظروف كل تفاعل.

خصائص

- تنتج كمية هائلة من الطاقة عندما تنشأ من الديوتيريوم.

- يقدم خصائص النشاط الإشعاعي ، والتي لا تزال تثير الاهتمام العلمي في أبحاث الاندماج النووي.

- يتم تمثيل هذا النظير في شكله الجزيئي باسم T₂ أو ³H₂, وزنها الجزيئي حوالي 6 غرام.

- على غرار البروتيوم والدوتيريوم ، فإن هذه المادة لديها صعوبة في أن تكون محصورة.

- عندما يتم دمج هذا النوع مع الأكسجين ، ينشأ أكسيد (يمثل كـ T₂O) في الطور السائل والمعروف باسم الماء الثقيل.

- إنها قادرة على تجربة الانصهار مع الأنواع الخفيفة الأخرى بسهولة أكبر من تلك التي يظهرها الهيدروجين العادي.

- يمثل خطراً على البيئة إذا تم استخدامه بطريقة هائلة ، خاصةً في تفاعلات عمليات الاندماج.

- يمكن أن تتشكل مع الأكسجين مادة أخرى تعرف باسم الماء شبه نافذ (يمثل HTO) ، وهو أيضا مشع.

- يعتبر مولد جزيئات الطاقة المنخفضة ، والمعروفة باسم إشعاع بيتا.

- عندما تكون هناك حالات من استهلاك المياه tritiated ، فقد لوحظ أن متوسط ​​عمرهم في الجسم يتم الحفاظ عليه في حدود 2.4 إلى 18 يوما ، تفرز في وقت لاحق.

تطبيقات

من بين تطبيقات التريتيوم هي العمليات المتعلقة بالتفاعلات النووية. فيما يلي قائمة بأهم استخداماتها:

- في مجال الإشعاع الإشعاعي ، يستخدم التريتيوم لإنتاج أدوات تسمح بالإضاءة ، خاصة في الليل ، في أجهزة مختلفة للاستخدام التجاري مثل الساعات ، والسكاكين ، والأسلحة النارية ، وغيرها ، من خلال التغذية الذاتية.

- في مجال الكيمياء النووية ، تستخدم ردود الفعل من هذا النوع كمصدر للطاقة في تصنيع الأسلحة النووية والنووية الحرارية ، بالإضافة إلى استخدامها مع الديوتيريوم لعمليات الدمج النووي.

- في مجال الكيمياء التحليلية ، يمكن استخدام هذا النظير في عملية وضع العلامات المشعة ، حيث يتم وضع التريتيوم في نوع معين أو جزيء محدد ويمكن متابعته لإجراء الدراسات التي ترغب في ممارستها بهذه الطريقة..

- في حالة الوسط البيولوجي ، يستخدم التريتيوم كمتتبع من النوع العابر في العمليات المحيطية ، والذي يسمح بدراسة تطور المحيطات على الأرض في الحقول الفيزيائية والكيميائية وحتى البيولوجية.

- من بين التطبيقات الأخرى ، تم استخدام هذا النوع لتصنيع بطارية ذرية لإنتاج الطاقة الكهربائية.

مراجع

1. Britannica، E. (s.f.). التريتيوم. تعافى من britannica.com
2. بوب كيم. (بدون تاريخ). التريتيوم. تم الاسترجاع من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. ويكيبيديا. (بدون تاريخ). الديوتيريوم. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
4. تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء ، الطبعة التاسعة. المكسيك: ماكجرو هيل.
5. Vasaru، G. (1993). فصل نظائر التريتيوم. تم الاسترجاع من books.google.co.ve