トリチウム：構造、特性、用途 - 化学

トリチウムはシンボル通常Tまたは水素である化学元素の同位体のいずれかに与えられた名称である³また水素-3と呼ばれているが、H。これは、多くのアプリケーション、特に原子力分野で広く使用されています。

同様に、1930年代にこの同位体は、科学者P. Harteck、ML Oliphant、およびE. Rutherfordのおかげで、重水素と呼ばれる同じ元素の別の同位体の高エネルギー粒子（重陽子と呼ばれる）の衝突から始まって、初めて発生しました。

これらの研究者達は、彼らのテストにもかかわらずトリチウムを分離することに失敗しました。それは、Cornogとvarvarezの手に具体的な結果をもたらし、この物質の放射能の質を発見しました。

この惑星では、トリチウムの生成は非常にまれであり、宇宙線と大気の相互作用による痕跡と見なされるほど小さい割合でのみ発生します。

構造

トリチウムの構造について話すとき、最初に注目すべきことは、2つの中性子と1つの陽子を持ち、通常の水素の3倍の質量を与える核です。

この同位体には、構造的に類似しているにもかかわらず、水素に由来する他の同位体種とは異なる物理的および化学的特性があります。

原子量または質量が約3 gであることに加えて、この物質は放射能を示し、その運動特性は約12.3年の半減期を示します。

上の画像は、プロチウム（最も豊富な種）、重水素、トリチウムと呼ばれる水素の3つの既知の同位体の構造を比較しています。

トリチウムの構造的特徴により、自然界に由来する水中の水素および重水素と共存できます。その生成は、宇宙線と大気由来の窒素との間で発生する相互作用が原因である可能性があります。

この意味で、天然由来の水では、この物質は通常の水素に対して10 ^-18の割合で存在します。つまり、痕跡としてのみ認識できるごくわずかな存在量です。

トリチウムを生成するさまざまな方法が調査され、その放射性とエネルギー効率の高い特性への高い科学的関心のために使用されてきました。

したがって、次の式は、高エネルギー重陽子による重水素原子の衝突から、この同位体が生成される一般的な反応を示しています。

D + D→T + H

同様に、特定の元素（リチウムやホウ素など）の中性子放射化と呼ばれるプロセスを通じて、処理される元素に応じて、発熱反応または吸熱反応として実行できます。

これらの方法に加えて、トリチウムは、核分裂からめったに得られません。核分裂は、重いと見なされる原子の核（この場合、ウランまたはプルトニウムの同位体）を分割して、より小さな核を2つ以上得ることで構成されます。サイズ、膨大な量のエネルギーを生成します。

この場合、トリチウムの取得は副産物または副産物として発生しますが、このメカニズムの目的ではありません。

以前に説明されたプロセスを除いて、この同位体種のこれらすべての生産プロセスは、各反応の条件が制御される原子炉で実行されます。

-重水素に由来する場合、大量のエネルギーを生成します。

-それは核融合研究への科学的関心を引き起こし続けている放射性特性を持っています。

-この同位体は分子形でT ₂または³ H ₂として表され、分子量は約6 gです。

・重水素や重水素と同様に、閉じ込めが難しい物質です。

-この種が酸素と結合すると、液相にあり、超重水として一般に知られている酸化物（T ₂ O として表される）を生成します。

・通常の水素よりも簡単に他の軽種との融合が可能です。

-特に核融合プロセスの反応で大量に使用すると、環境に危険を及ぼす可能性があります。

-酸素と一緒にセミスーパー重水（HTOとして表される）と呼ばれる別の物質を形成することができ、これも放射性です。

-ベータ放射線として知られている低エネルギー粒子の発生器と考えられています。

-トリチウム水の消費の事例があった場合、体内での半減期は2.4〜18日の範囲に留まり、その後排泄されることが観察されています。

トリチウムのアプリケーションの中で、核型反応に関連するプロセスが際立っています。以下は、最も重要な用途のリストです。

-放射ルミネセンスの分野では、トリチウムは、特に夜間に、自給を通じて、時計、ナイフ、銃器などの商業用のさまざまなデバイスで照明を可能にする器具を製造するために使用されます。

-核化学の分野では、この種の反応は、核および熱核兵器の製造におけるエネルギー源として使用されるほか、制御された核融合プロセスのために重水素と組み合わせて使用されます。

-分析化学の分野では、この同位体は放射性標識プロセスで使用でき、トリチウムは特定の種または分子に配置され、実行することが望まれる研究のために追跡することができます。

-生物学的媒体の場合、トリチウムは海洋プロセスの一時的なトレーサーとして使用されます。これにより、物理的、化学的、さらには生物学的分野における地球上の海洋の進化の調査が可能になります。

-他のアプリケーションの中で、この種は電気エネルギーを生成するために原子電池を製造するために使用されています。