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Tritium
Schema von Protium, Deuterium und Tritium
Allgemeines
Element	Wasserstoff (H)
Nummer Protonen	1
Nummer Neutronen	2
Nukliddaten
Nuklidmasse	3,016 049 277 67 Sie
Spinne	1/2
Bindungsenergie	2.827 266 MeV
Massenüberschuss	14.949 806 MeV
Verfallsdaten
Art zerfallen	β−-zerfallen
halbes Leben	12.32 Jahre
Zerfallsenergie	18,591 keV
Ablaufprodukt	Helium-3
Isotope von Wasserstoff
Portal    Chemie Physik

Tritium (Symbol T oder ³huh) ist ein Isotop von Wasserstoff mit a im Atomkern Proton und zwei Neutronen, statt nur ein Proton (at Protium). Das Atommasse ist 3.016 Sie. Tritium ist ein Gas bei Standardtemperatur und -druck, genau wie "normaler" Wasserstoff, Protium.

Tritium ist radioaktiv (gültig bis Betazerfall zu Helium-3) jetzt sofort halbes Leben von etwa 12,26 Jahren. Die Niedrigenergie Elektronen (Betastrahlen) von Tritium dringen nicht in die menschliche Haut ein. Es ist nur gefährlich, wenn es in großen Mengen eingenommen wird. Die geringe Energie der Strahlung erschwert zudem den Nachweis.

zerfallen

Für Tritium sind mehrere experimentelle Halbwertszeiten im Umlauf. Die Amerikaner Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST) gibt an, dass es (4500 ± 8) Tage (ca. 12,32 Jahre) sind.^[1] Tritium zerfällt zu Helium-3 durch die Kernreaktion:

${displaystyle {ce {^{3}_{1}H->_{2}^{3}He^{ }{} e^{-}{} { ar {u}}_{e}}}}$

Die Zerfallsenergie beträgt 18,6 keV. Es Elektron hat eine durchschnittliche kinetische Energie von 5,7 keV. Das fast nicht nachweisbare Elektron-Antineutrino läuft mit der verbleibenden Energie ab. Die geringe Energie des Betastrahlung wird mit markierten Verbindungen bei . angewendet Flüssigszintillationszählung.

Produktion

Tritium entsteht in der Natur durch die Wechselwirkung energiereicher Neutronen in der kosmischen Strahlung mit Stickstoff- in dem Atmosphäre.

${displaystyle {ce {^{14}_7N ^1_0n -> ^{12}_6C ^3_1T}}}$

Es stammt aus Kernreaktoren mit schweres Wasser wie CANDU-Reaktor: 2,5 kg/a Zoll Stromerzeugung in Ontario.

${displaystyle {ce {^2_1D ^3_1T}}}$

Es entsteht auch in Kernreaktoren wenn ⁶Li-Kerne zu einer Neutronenquelle bloßgestellt werden. Dies geschieht beispielsweise, wenn dem Kühlwasser Lithium zugesetzt wird, um pH arrangieren. Zur Herstellung von Tritium für den Einsatz in Wasserstoffbomben Lithium enthaltende Stäbe werden in einen Kernreaktor eingebracht, zum Beispiel in Savannah River Site.

${displaystyle {ce {^6_3Li ^1_0n -> ^4_2He ^3_1T}}}$

Wie oben erwähnt, zerfällt das Tritium zu Helium-3. Dieses Helium-3 bildet jedoch bei Bestrahlung mit Neutronen neues Tritium:

${displaystyle {ce {^3_2He ^1_0n -> ^1_1H ^3_1T}}}$

Bei der Atomkatastrophe von Fukushima 2,45 g Tritium wurden freigesetzt.

Chemische Eigenschaften

Die chemischen Eigenschaften von Tritium sind nahezu identisch mit denen von Wasserstoff. Aufgrund der im Vergleich zu Wasserstoff dreimal so großen Atommasse die physikalischen Eigenschaften vieler Tritiumverbindungen sind jedoch messbar unterschiedlich.

Anwendungen

Zeitmesser mit Tritiumbeleuchtung

Es wird verwendet in Wasserstoffbomben und in Versuchsanlagen für Kernfusion weil es relativ leicht Kernfusion durchläuft. Es wird auch in Leuchtstoffen (z.B. Uhrzeiger und Rettungswegschilder) eingesetzt, wo natürlich die Strahlenhygiene bestimmte Anforderungen an die Verarbeitungstechnik.

Anwendungen finden sich auch meist in militärischer Ausrüstung. Dies hauptsächlich als Lichtquelle zum Zielen von Waffen, taktischen Geräten, in Militäruhren (wie z Traser und Luminox) und heutzutage auch in Schlüsselanhängern, Leuchtröhren (Beta-Leuchten) und Taschenlampen ohne Batterie.

Die Messung von Tritium wird auch verwendet, um das Alter von . zu bestimmen Magma, um das Alter von Wein und den Wassergehalt des menschlichen Körpers zu messen.

Kernfusion

Mit Deuterium kann tritium verschmelzen bis um Helium-4, wo ein Neutron und Energie (17,6 MeV) wird freigesetzt:

${displaystyle {ce {^2_1D ^3_1T -> ^4_2He ^1_0n}}}$

Diese Reaktion ist der Hauptkandidat für die Stromerzeugung in Fusionsreaktoren.

Geschichte

Ernest Rutherford zusammen gemacht mit Mark Oliphant und Paul Harteck im 1934 Tritium zum ersten Mal zu zweit DeuteriumKerne kollidieren.

${displaystyle {ce {2^2_1D -> ^3_1T ^1_1H}}}$

Gleichzeitig ist die Konkurrenzreaktion Helium-3

${displaystyle {ce {2^2_1D -> ^3_2He ^1_0n}}}$

Rutherford konnte das Tritium nicht vollständig vom Deuterium trennen. Luis Alvarez gelang dies 1937 mit a Zyklotron. Alvarez folgerte auch, dass Tritium radioaktiv sein muss und 32Hallo nicht, was sich als richtig herausstellte.

Willard Libby entdeckten, dass mit Tritium das Alter von Wasserschichten bestimmt werden könnte, was beispielsweise in Jahrgängen und Grundwasserproben Anwendung findet. Die Technik ist analog zu Kohlenstoff-Datierung. Atmosphärische Atomtests verursacht in der 60er Jahre des 20. Jahrhundert ein deutlicher Peak in der Menge an Tritium in der Atmosphäre.

Gesetzlich erlaubte Tätigkeit im Trinkwasser

Die gesetzlichen Regelungen für zulässige Konzentrationen von Tritium in Wasser trinken Austausch.

• Weltgesundheitsorganisation: 10000 Bq/l
• Kanada: 7000 bq/l
• Vereinigte Staaten: 740 Bq/l (Trinkwassersicheres Gesetz), abgeleitet von einem zulässigen Dosis ab 40 Mikrosievert pro Jahr
• Europäische Union: Forschungsgrenze von 100 Bq/l

Externe Links

• (und) Labor zur Auswertung nuklearer Daten
• (und) Literaturübersicht zu Tritium in der Alsos Digital Library
• (und) NLM-Datenbank für gefährliche Stoffe – Tritium, Daten zur Toxizität von radioaktivem Tritium

Siehe die Kategorie Tritium von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.