10 intressanta fakta om radioaktivt tritium

Tritium är den radioaktiva isotopen för elementet väte. Det har många användbara applikationer. Här är några intressanta fakta om tritium:

1. Tritium är också känt som väte-3 och har en element symbol T eller ³H. Kärnan i en tritiumatom kallas en triton och består av tre partiklar: en proton och två neutroner. Ordet tritium kommer från grekiska ordet "tritos", vilket betyder "tredje". De andra två isotoperna av väte är protium (vanligaste formen) och deuterium.
2. Tritium har ett atomantal på 1, liksom andra väteisotoper, men har en massa av cirka 3 (3.016).
3. Tritium sönderfaller via beta-partikelemission, med en halveringstid på 12,3 år. Beta-sönderfallet frigör 18 keV energi, där tritium sönderfaller till helium-3 och en beta-partikel. När neutronen förändras till en proton förändras väte till helium. Detta är ett exempel på den naturliga transmutationen av ett element till ett annat.
4. Ernest Rutherford var den första personen som producerade tritium. Rutherford, Mark Oliphant och Paul Harteck förberedde tritium från deuterium 1934 men kunde inte isolera det. Luis Alvarez och Robert Cornog insåg att tritium var radioaktivt och isolerade elementet med framgång.
5. Spårmängder tritium förekommer naturligt på jorden när kosmiska strålar interagerar med atmosfären. Det mesta tillgängliga tritium görs via neutronaktivering av litium-6 i en kärnreaktor. Tritium produceras också genom kärnklyvning av uran-235, uran-233 och polonium-239. I USA produceras tritium vid en kärnkraftsanläggning i Savannah, Georgien. Vid tidpunkten för en rapport som utfärdades 1996 hade endast 225 kg tritium producerats i USA.
6. Tritium kan existera som en luktfri och färglös gas, som vanligt väte, men elementet finns främst i flytande form som en del av tritierat vatten eller T₂O, en form av tungt vatten.
7. En tritiumatom har samma +1 elektriska nettoladdning som någon annan väteatom, men tritium uppför sig annorlunda än de andra isotoperna i kemiska reaktioner eftersom neutronerna producerar en starkare attraktiv kärnkraft när en annan atom kommer nära. Följaktligen är tritium bättre i stånd att smälta samman med lättare atomer för att bilda tyngre.
8. Extern exponering för tritiumgas eller tritierat vatten är inte särskilt farligt eftersom tritium avger en så låg energi-beta-partikel att strålningen inte kan tränga igenom huden. Tritium utgör emellertid vissa hälsorisker om det intas, inandas eller kommer in i kroppen genom ett öppet sår eller injektion. Den biologiska halveringstiden sträcker sig från cirka 7 till 14 dagar, så bioackumulering av tritium är inte ett betydande problem. Eftersom betapartiklar är en form av joniserande strålning, skulle den förväntade hälsoeffekten från intern exponering för tritium vara en förhöjd risk att utveckla cancer.
9. Tritium har många användningsområden, inklusive självdriven belysning, som en komponent i kärnvapen, som en radioaktiv etikett i kemilabbarbetet, som en spårning för biologiska och miljöstudier och för kontrollerad kärnfusion..
10. Höga nivåer av tritium släpptes ut i miljön från tester av kärnvapen på 1950- och 1960-talet. Före testerna beräknades det endast 3 till 4 kg tritium som fanns på jordens yta. Efter test ökade nivåerna med 200-300%. Mycket av detta tritium kombinerat med syre för att bilda tritierat vatten. En intressant konsekvens är att det tritierade vattnet kan spåras och användas som ett verktyg för att övervaka den hydrologiska cykeln och kartlägga havsströmmar.

källor

Jenkins, William J. et al, 1996: "Transient Tracers Track Ocean Climate Signals" Oceanus, Woods Hole Oceanographic Institution.

Zerriffi, Hisham (januari 1996). "Tritium: Miljö, hälsa, budget och strategiska effekter av energidepartementets beslut att producera tritium". Institutet för energi och miljöforskning.