Русская Википедия:Тритий
Шаблон:Нуклид Три́тий (Шаблон:Lang-grc «третий») — радиоактивный изотоп водорода. Обозначается T или 3H. Ядро трития состоит из протона и двух нейтронов, его называют тритоном.
В природе тритий образуется в верхних слоях атмосферы при соударении частиц космического излучения с ядрами атомов, например, азота[1]. В процессе распада тритий превращается в 3He с испусканием электрона и антинейтрино (бета-распад), период полураспада — 12,32 года. Доступная энергия распада очень мала (18,59 кэВ), средняя энергия электронов 5,7 кэВ.
Тритий открыт английскими учёными Эрнестом Резерфордом, Маркусом Олифантом и Паулем Хартеком в 1934 году. Название для этого изотопа было предложено на случай открытия ещё до него, 15 июня 1933 года, Юри, Мерфи и Брикведде в том же письме редактору научного журнала «The Journal of Chemical Physics», где они предложили названия для двух известных изотопов водорода — протия и дейтерия[2][3]. Используется в биологии и химии как радиоактивная метка, в экспериментах по исследованию свойств нейтрино, в термоядерном оружии как источник нейтронов и одновременно термоядерное горючее, в геологии для датирования природных вод. Промышленный тритий получают облучением лития-6 нейтронами в ядерных реакторах по следующей реакции:
<math>{}\mathrm{{}^{6}_{3}Li} + \mathrm{n} \rightarrow \mathrm{{}^{3}_{1}H} + \mathrm{{}^{4}_{2}He}</math>.
Радиационная опасность трития
Тритий имеет период полураспада (12,32 ± 0,02) года[4]. Реакция распада трития имеет следующий вид:
<math>{}\mathrm{{}^{3}_{1}H} \rightarrow \mathrm{{}^{3}_{2}He^{1+}} + e^- + \bar{\nu}_e</math>.
При этом выделяется 18,59 кэВ энергии, из них на электрон (бета-частицу) приходится в среднем 5,7 кэВ, а на электронное антинейтрино — оставшаяся часть. Образовавшиеся бета-частицы распространяются в воздухе всего на 6,0 мм и не могут преодолеть даже верхний слой кожи человека[5].
В силу малой энергии распада трития испускаемые электроны хорошо задерживаются даже простейшими преградами типа одежды или резиновых хирургических перчаток. Тем не менее, этот изотоп представляет радиационную опасность при вдыхании, поглощении с пищей, впитывании через кожу. Единичный случай употребления тритиевой воды не приводит к длительному накоплению трития в организме, так как его период полувыведения — от 7 до 14 дней[6][7].
Производство и потребность
По данным отчета Шаблон:Нп3 1996 года, в США с 1955 года было произведено около 225 кг трития[8]. В конце XX — начале XXI века наработка ведется на Watts Bar-1 путём облучения TPBAR (Шаблон:Lang-en), планируется также использование АЭС Секвойя. Переработку и выделение трития проводят на Tritium Extraction Facility, Саванна-Ривер[9].
В СССР и России тритий производился на реакторах АИ, АВ-3, ОК-180, ОК-190, РУСЛАН, Л-2; изотоп выделяется на заводе РТ-1 (ПО «Маяк»)[10][11].
Значительные количества трития (до 2,5—3,5 кг) для гражданских применений производит Канада на 21 тяжеловодном реакторе. Выделение изотопа — компания «Онтарио Хайдро», Дарлингтон[12].
Мировая коммерческая потребность в тритии на 1995 год составляет ежегодно около 400 г, и ещё порядка 2 кг требовалось для поддержания ядерного арсенала США[13] (7 кг для всех мировых военных потребителей). Около 4 кг трития в год образуется на АЭС, но не извлекается[14].
Большие количества трития потребуются для термоядерной энергетики: например, для запуска ITER потребуется как минимум около 3 кг трития, для запуска DEMO понадобится 4—10 кг[15]. Гипотетический тритиевый реактор потреблял бы 56 кг трития на производство 1 ГВт·года электроэнергии, тогда как всемирные запасы трития на 2003 год составляли всего 18 кг[15].
По словам Яна Беранека, политика и активиста из организации «Гринпис» и чешской партии зелёных, в 2010 году производство одного килограмма трития обходилось в 30 млн долларов[16].
Применение
В 2012 году канадская фирма City Labs представила радиоизотопные генераторы электричества сверхмалой мощности на базе трития, способные питать различные микроэлектронные устройства, таких как RFID-метки, автономные датчики, медицинские имплантаты. При цене порядка 1000 долларов срок службы генератора составляет около 20 лет[17].
Тритий используется в источниках подсветки в военных и гражданских приборах.
Также используется для создания начальной ионизации в ксеноновых дуговых лампах, некоторых неоновых лампах, рассчитаных на низкое напряжение работы, разрядниках. Он добавляется в рабочую смесь газов газоразрядного прибора в небольших активностях (до 0,1 мкКи).
См. также
Примечания
Ссылки
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокNubase2003не указан текст - ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web полный текст Шаблон:Wayback
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Martin В. Kalinowski, Lars С. Colschen International Control of Tritium to Prevent Horizontal Proliferation and to Foster Nuclear Disarmament Шаблон:Wayback // Science & Global Security, 1994, vol. 5, рр. 131—203
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ International Control of Tritium for Nuclear Nonproliferation and Disarmament Шаблон:Wayback, CRC Press, 2004, page 15
- ↑ 15,0 15,1 Tritium Supply Considerations Шаблон:Wayback, LANL, 2003. «ITER startup inventory estimated to be ~3 Kg»
- ↑ Шаблон:Cite webBBC News — Is fusion power really viable? Шаблон:Wayback
- ↑ Шаблон:Cite web
Шаблон:Выбор языка Шаблон:Изотопы водорода Шаблон:Ядерная технология
- Страницы с ошибками в примечаниях
- Русская Википедия
- Страницы с неработающими файловыми ссылками
- Изотопы водорода
- Радиохимия
- Термоядерное топливо
- Радионуклиды, использующиеся для датирования
- Страницы, где используется шаблон "Навигационная таблица/Телепорт"
- Страницы с телепортом
- Википедия
- Статья из Википедии
- Статья из Русской Википедии
