परमाणु नाभिक का द्रव्यमान दोष. संचार ऊर्जा. ट्रिटियम - यह क्या है? ट्रिटियम का द्रव्यमान

चूँकि नाभिक में न्यूक्लियॉन परमाणु बलों से बंधे होते हैं, इसलिए नाभिक को उसके घटक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में विभाजित करने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है। जब मुक्त प्रोटॉन और न्यूट्रॉन मिलकर एक नाभिक बनाते हैं तो वही ऊर्जा निकलती है। इस ऊर्जा को नाभिक की बंधन ऊर्जा कहा जाता है। आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, ऊर्जा द्रव्यमान से मेल खाती है। इसलिए, नाभिक का द्रव्यमान उसके घटक मुक्त प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग से कम होना चाहिए। मुक्त प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, जिनसे नाभिक बनता है, के शेष द्रव्यमान और नाभिक के द्रव्यमान के योग के बीच के अंतर को कहा जाता है परमाणु द्रव्यमान दोष. बंधन ऊर्जा है: इएसवी = साथ 2×डी एम

डी एमपरमाणु द्रव्यमान दोष है.

बाइंडिंग ऊर्जा मेगा-इलेक्ट्रॉनवोल्ट (MeV) (MeV=10 6 EV) में व्यक्त की जाती है। चूंकि परमाणु द्रव्यमान इकाई (ए.एम.यू.) 1.66 × 10 -27 किग्रा के बराबर है, हम इसके अनुरूप ऊर्जा निर्धारित कर सकते हैं:

मास स्पेक्ट्रोग्राफ का उपयोग करके, सभी आइसोटोप के द्रव्यमान को मापा गया और परमाणु प्रतिक्रियाओं की गणना के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी नाभिकों के लिए द्रव्यमान दोष और बाध्यकारी ऊर्जा के मूल्यों की गणना की गई। यदि किसी प्रतिक्रिया में ऐसे नाभिक और कण प्राप्त होते हैं, जिनका कुल द्रव्यमान मूल नाभिक और कणों के द्रव्यमान से कम है, तो ऐसी प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा मुक्त होती है; यदि अधिक है, तो यह अवशोषित हो जाता है और ऐसी प्रतिक्रिया अनायास नहीं होगी।

आइए रेडियम के रेडॉन में परिवर्तन की परमाणु प्रतिक्रिया की ऊर्जा गणना करें: . मूल नाभिक की बंधन ऊर्जा 1731.6 MeV है, और गठित नाभिक की कुल बंधन ऊर्जा 1708.2+28.3=176.5 MeV है और मूल नाभिक की बंधन ऊर्जा से 4.9 MeV अधिक है। इसलिए, इस प्रतिक्रिया से 4.9 MeV की ऊर्जा निकलती है, जो मूलतः है गतिज ऊर्जाजी-कण।

बडा महत्वप्रति न्यूक्लियॉन में एक बंधनकारी ऊर्जा होती है। यह जितना बड़ा होगा, कोर उतना ही मजबूत होगा। सबसे टिकाऊ मध्यम कोर। हल्के नाभिक अपनी बंधनकारी ऊर्जा का कम उपयोग करते हैं। भारी नाभिक कूलम्ब प्रतिकारक बलों द्वारा कमजोर हो जाते हैं, जो परमाणु नाभिक के विपरीत, नाभिक के सभी नाभिकों के बीच कार्य करते हैं। इससे एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकलता है: जब मध्य नाभिक बनता है तो ऊर्जा निकलती है। यह तब हो सकता है जब एक भारी नाभिक को दो मध्यम नाभिकों में विभाजित किया जाए परमाणु रिएक्टरया दो हल्के नाभिकों से मध्य नाभिक के संश्लेषण में। ये सूर्य और तारों में होने वाली थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रियाएं हैं।

इकाई 25 के उद्देश्य

1. थोरियम आइसोटोप किसमें परिवर्तित हो जाता है, जिसके नाभिक का क्रमिक तीन बार क्षय होता है।

समाधान:

जब एक a-कण उत्सर्जित होता है, तो परमाणु आवेश 2 इकाई कम हो जाता है, और द्रव्यमान संख्या 4 इकाई कम हो जाती है, जिसका अर्थ है कि जब 3 a-कण उत्सर्जित होते हैं, तो परमाणु आवेश 2 × 3 = 6 इकाई कम हो जाता है, और द्रव्यमान 4 × 3 = 12 इकाइयों से संख्या और फिर आपको तालिका के अनुसार एक आइसोटोप मिलता है, हम पाते हैं कि यह पोलोनियम है या

2. जब नाइट्रोजन पर न्यूट्रॉन की बमबारी होती है, तो दो समस्थानिक बनते हैं, जिनमें से एक हाइड्रोजन का समस्थानिक होता है। इस परमाणु प्रतिक्रिया में किस तत्व का समस्थानिक बनता है?

में इस मामले मेंएक परमाणु प्रतिक्रिया एक अज्ञात आइसोटोप एक्स का उत्पादन करने के लिए होती है।

परमाणु प्रतिक्रियाओं में, न्यूक्लियॉन और आवेश की संख्या संरक्षित रहती है, इसलिए सबस्क्रिप्ट और सुपरस्क्रिप्ट का योग स्थिर रहता है।

आवर्त सारणी के अनुसार, हम पाते हैं कि कार्बन प्राप्त होता है:

इस प्रकार:

3. परमाणु प्रतिक्रिया जोड़ें:

हम यह निर्धारित करते हैं कि अज्ञात कण की आवेश संख्या 1 और द्रव्यमान 1 है, जिसका अर्थ है कि हाइड्रोजन आइसोटोप, यानी। प्रोटॉन, यानी अपने पास:

4. 1 a.m.u के अनुरूप ऊर्जा ज्ञात कीजिए। इसे MeV में व्यक्त करें।

समाधान:

ई = एम सी 2

एम\u003d 1 एएमयू \u003d 1.66 × 10 -27 किग्रा

साथ= 3 × 10 8 मी/से

इ= 1.66 × 10 -27 × (3 × 10 8) 2 = 14.94 × 10 -11 जे

1 ईवी = 1.6 × 10 -19 जे

तो: 1 बजे पूर्वाह्न 931 एमईवी से मेल खाता है।

5. यदि प्रोटॉन द्रव्यमान है तो ट्रिटियम नाभिक की ऊर्जा की गणना करें एमपी= 1.00814 एएमयू, न्यूट्रॉन द्रव्यमान एम एन= 1.00898 और ट्रिटियम परमाणु का द्रव्यमान ए= 3.01700 एएमयू

दिया गया:

एमपी= 1.00814 एमू

एम एन = 1,00898

ए = 3.01700 एमू

__________________

EST – ?

समाधान:

ट्रिटियम नाभिक: इसमें एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं, जिनका कुल द्रव्यमान है: एम पी + 2एम एन = 1.00814 + 2 × 1.00898 = = 3.02610

तो द्रव्यमान दोष है:

डी एम= 3.02610 - 3.01700 एएमयू = 0.00910 एएमयू

क्योंकि 1 एमू - 931 एमईवी; वह EST= 931×डी एमया

EST= 931 × 0.00910 (एमईवी) = 8.5 मेव

उत्तर: 8.5 मेव

6. किसी प्रतिक्रिया में ऊर्जा मुक्त या अवशोषित होती है:

प्रत्येक नाभिक की बंधन ऊर्जा की गणना करना संभव था, लेकिन आप एक विशेष तालिका का उपयोग भी कर सकते हैं:

प्रतिक्रिया से पहले नाभिक और कणों का कुल द्रव्यमान: 39.2 + 28.3 = 67.5 एमईवी

प्रतिक्रिया के बाद: 64.7 + 0 = 64.7 मेव

इसका मतलब है कि ऊर्जा ऐसी प्रतिक्रिया में अवशोषित होती है: 67.5 - 64.7 = 2.8 मेव

7. प्रतिक्रिया में ऊर्जा निर्धारित करें:

प्रतिक्रिया से पहले: 2.2 + 2.2 = 4.4 एमईवी

प्रतिक्रिया के बाद: 8.5 MeV

जारी ऊर्जा: 8.5 - 4.4 = 4.1 मेव

8. इसमें 4 ग्राम रेडियोधर्मी कोबाल्ट होता है। यदि कोबाल्ट का आधा जीवन 72 दिन है तो कितने ग्राम कोबाल्ट 216 दिनों में क्षय हो जाता है?

दिया गया:

एम 0 = 4 ग्राम

टी= 216 दिन

टी= 72 दिन

डी एम – ?

समाधान:

चूँकि किसी पदार्थ का द्रव्यमान परमाणुओं की संख्या के सीधे आनुपातिक होता है, तो: डीएन=एन 0 - एन;

साधन:

इसका मतलब है: और

उत्तर: 3.5 ग्राम

9. इसमें 8 किलोग्राम रेडियोधर्मी सीज़ियम है। 135 वर्षों के रेडियोधर्मी क्षय के बाद अविघटित सीज़ियम का द्रव्यमान निर्धारित करें यदि इसका आधा जीवन 27 वर्ष है।

उत्तर: 270 दिन

11. प्राचीन लकड़ी की वस्तुओं की आयु निर्धारित करें यदि यह ज्ञात हो कि उनमें अविघटित रेडियोधर्मी कार्बन परमाणुओं की संख्या एक ताजे कटे पेड़ में इस कार्बन के परमाणुओं की संख्या का 80% है। कार्बन का आधा जीवन 5570 वर्ष है।

दिया गया:

टी= 5570 वर्ष

समाधान:

उत्तर: 1800 वर्ष.

बिल्कुल कोई भी रासायनिकइसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का एक निश्चित समूह होता है। वे इस तथ्य से जुड़े हुए हैं कि परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा कण के अंदर मौजूद है।

परमाणु आकर्षण बलों की एक विशिष्ट विशेषता अपेक्षाकृत कम दूरी (लगभग 10 -13 सेमी से) पर उनकी बहुत उच्च शक्ति है। जैसे-जैसे कणों के बीच की दूरी बढ़ती है, परमाणु के अंदर आकर्षण बल भी कमजोर हो जाते हैं।

नाभिक के अंदर बंधनकारी ऊर्जा के बारे में तर्क

यदि आप कल्पना करें कि किसी परमाणु के नाभिक से प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को बारी-बारी से अलग करने और उन्हें इतनी दूरी पर व्यवस्थित करने का कोई तरीका है कि परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा कार्य करना बंद कर दे, तो यह बहुत कठिन काम होगा। किसी परमाणु के नाभिक से उसके घटकों को निकालने के लिए, किसी को अंतर-परमाणु बलों पर काबू पाने का प्रयास करना चाहिए। ये प्रयास परमाणु को उसमें मौजूद न्यूक्लियॉन में विभाजित करने की दिशा में आगे बढ़ेंगे। इसलिए, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि परमाणु नाभिक की ऊर्जा उन कणों की ऊर्जा से कम है जिनसे यह बना है।

क्या उपपरमाण्विक कणों का द्रव्यमान एक परमाणु के द्रव्यमान के बराबर है?

1919 में ही शोधकर्ताओं ने परमाणु नाभिक के द्रव्यमान को मापना सीख लिया था। अक्सर, इसे विशेष तकनीकी उपकरणों का उपयोग करके "वजन" किया जाता है, जिन्हें मास स्पेक्ट्रोमीटर कहा जाता है। ऐसे उपकरणों के संचालन का सिद्धांत यह है कि विभिन्न द्रव्यमान वाले कणों की गति की विशेषताओं की तुलना की जाती है। इसके अलावा, ऐसे कणों में समान विद्युत आवेश होते हैं। गणना से पता चलता है कि जो कण हैं विभिन्न संकेतकजनसमूह विभिन्न प्रक्षेप पथों पर चलते हैं।

आधुनिक वैज्ञानिकों ने बड़ी सटीकता के साथ सभी नाभिकों के द्रव्यमान, साथ ही उन्हें बनाने वाले प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का पता लगा लिया है। यदि हम एक निश्चित नाभिक के द्रव्यमान की तुलना उसमें मौजूद कणों के द्रव्यमान के योग से करते हैं, तो यह पता चलता है कि प्रत्येक मामले में नाभिक का द्रव्यमान व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से अधिक होगा। किसी भी रसायन के लिए यह अंतर लगभग 1% होगा। इसलिए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा उसकी बाकी ऊर्जा का 1% है।

इंट्रान्यूक्लियर बलों के गुण

नाभिक के अंदर मौजूद न्यूट्रॉन कूलम्ब बलों द्वारा एक दूसरे से प्रतिकर्षित होते हैं। हालाँकि, परमाणु टूटता नहीं है। यह परमाणु में कणों के बीच एक आकर्षक बल की उपस्थिति से सुगम होता है। ऐसे बल, जो विद्युत से भिन्न प्रकृति के होते हैं, परमाणु कहलाते हैं। और न्यूट्रॉन और प्रोटॉन की परस्पर क्रिया को प्रबल अंतःक्रिया कहा जाता है।

संक्षेप में, परमाणु बलों के गुण इस प्रकार हैं:

• यह प्रभार स्वतंत्रता है;
• केवल कम दूरी पर कार्रवाई;
• साथ ही संतृप्ति, जो केवल एक निश्चित संख्या में न्यूक्लियॉन को एक दूसरे के पास बनाए रखने को संदर्भित करती है।

ऊर्जा संरक्षण के नियम के अनुसार, जिस समय परमाणु कण संयुक्त होते हैं, उस समय विकिरण के रूप में ऊर्जा निकलती है।

परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा: सूत्र

उपरोक्त गणना के लिए, आम तौर पर स्वीकृत सूत्र का उपयोग किया जाता है:

EST=(Z m p +(A-Z) m n -Mमैं) s²

यहाँ के अंतर्गत ESTनाभिक की बंधनकारी ऊर्जा को संदर्भित करता है; साथ- प्रकाश की गति; जेड-प्रोटॉन की संख्या; (ए-जेड) न्यूट्रॉन की संख्या है; एमपीप्रोटॉन के द्रव्यमान को दर्शाता है; ए एम एनन्यूट्रॉन का द्रव्यमान है. एम मैंकिसी परमाणु के नाभिक के द्रव्यमान को दर्शाता है।

विभिन्न पदार्थों के नाभिकों की आंतरिक ऊर्जा

नाभिक की बंधन ऊर्जा निर्धारित करने के लिए उसी सूत्र का उपयोग किया जाता है। सूत्र द्वारा गणना की गई बंधन ऊर्जा, जैसा कि पहले संकेत दिया गया है, 1% से अधिक नहीं है कुल ऊर्जापरमाणु या विश्राम ऊर्जा. हालाँकि, बारीकी से जाँच करने पर, यह पता चलता है कि यह संख्या एक पदार्थ से दूसरे पदार्थ में काफी दृढ़ता से उतार-चढ़ाव करती है। यदि आप इसके सटीक मान निर्धारित करने का प्रयास करें, तो वे विशेष रूप से तथाकथित प्रकाश नाभिक के लिए भिन्न होंगे।

उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु के अंदर बंधन ऊर्जा शून्य है क्योंकि इसमें केवल एक प्रोटॉन है। हीलियम नाभिक की बंधन ऊर्जा 0.74% होगी। ट्रिटियम नामक पदार्थ के नाभिक के लिए यह संख्या 0.27% होगी। ऑक्सीजन 0.85% है. नाभिक में, जहां लगभग साठ न्यूक्लियॉन होते हैं, अंतर-परमाणु बंधन ऊर्जा लगभग 0.92% होगी। के लिए परमाणु नाभिकअधिक द्रव्यमान होने पर, यह संख्या धीरे-धीरे घटकर 0.78% हो जाएगी।

हीलियम, ट्रिटियम, ऑक्सीजन या किसी अन्य पदार्थ के नाभिक की बंधन ऊर्जा निर्धारित करने के लिए उसी सूत्र का उपयोग किया जाता है।

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के प्रकार

ऐसे मतभेदों के मुख्य कारणों को समझाया जा सकता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि नाभिक के अंदर मौजूद सभी न्यूक्लियॉन को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: सतही और आंतरिक। आंतरिक न्यूक्लियॉन वे होते हैं जो चारों ओर से अन्य प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से घिरे होते हैं। सतह वाले तो अंदर से ही इनसे घिरे रहते हैं।

परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा एक ऐसा बल है जो आंतरिक नाभिकों के लिए अधिक स्पष्ट होता है। वैसे, कुछ ऐसा ही विभिन्न तरल पदार्थों के सतही तनाव के साथ भी होता है।

एक नाभिक में कितने न्यूक्लियॉन समाते हैं

यह पाया गया है कि तथाकथित प्रकाश नाभिकों में आंतरिक नाभिकों की संख्या विशेष रूप से छोटी होती है। और उनमें से जो सबसे हल्के की श्रेणी में आते हैं, लगभग सभी न्यूक्लियॉन को सतह माना जाता है। ऐसा माना जाता है कि परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा एक मात्रा है जिसे प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या के साथ बढ़ना चाहिए। लेकिन यह वृद्धि भी अनिश्चित काल तक जारी नहीं रह सकती। पर एक निश्चित राशिन्यूक्लियंस - और यह 50 से 60 तक है - एक और बल काम में आता है - उनका विद्युत प्रतिकर्षण। यह नाभिक के भीतर बाध्यकारी ऊर्जा की उपस्थिति की परवाह किए बिना भी होता है।

परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा विभिन्न पदार्थवैज्ञानिकों द्वारा परमाणु ऊर्जा जारी करने के लिए उपयोग किया जाता है।

कई वैज्ञानिक हमेशा इस प्रश्न में रुचि रखते हैं: जब हल्के नाभिक भारी नाभिक में विलीन हो जाते हैं तो ऊर्जा कहाँ से आती है? वास्तव में, यह स्थितिपरमाणु विखंडन के समान. हल्के नाभिकों के संलयन की प्रक्रिया में, जैसे भारी नाभिकों के विखंडन के दौरान होता है, हमेशा मजबूत प्रकार के नाभिक बनते हैं। प्रकाश नाभिक से उनमें सभी न्यूक्लियॉन को "प्राप्त" करने के लिए, इसे खर्च करना आवश्यक है कम मात्राउनके संयुक्त होने पर जो ऊर्जा निकलती है उससे अधिक ऊर्जा। इसका उलटा भी सच है। वास्तव में, संलयन की ऊर्जा, जो द्रव्यमान की एक निश्चित इकाई पर पड़ती है, विखंडन की विशिष्ट ऊर्जा से अधिक हो सकती है।

वैज्ञानिक जिन्होंने परमाणु विखंडन की प्रक्रियाओं का अध्ययन किया

इस प्रक्रिया की खोज 1938 में वैज्ञानिक हैन और स्ट्रैसमैन ने की थी। बर्लिन यूनिवर्सिटी ऑफ केमिस्ट्री की दीवारों के भीतर, शोधकर्ताओं ने पाया कि जब यूरेनियम पर अन्य न्यूट्रॉन के साथ बमबारी की जाती है, तो यह आवर्त सारणी के बीच में हल्के तत्वों में बदल जाता है।

ज्ञान के इस क्षेत्र के विकास में एक महत्वपूर्ण योगदान लिसे मीटनर द्वारा भी किया गया था, जिन्हें हैन ने एक बार एक साथ रेडियोधर्मिता का अध्ययन करने का प्रस्ताव दिया था। हैन ने मीटनर को केवल इस शर्त पर काम करने की इजाजत दी कि वह अपना शोध बेसमेंट में करेगी और कभी भी चढ़ाई नहीं करेगी ऊपरी तलजो भेदभाव का एक तथ्य था. हालाँकि, इसने उन्हें परमाणु नाभिक के अध्ययन में महत्वपूर्ण सफलता हासिल करने से नहीं रोका।

हाल ही में, लोगों का मानना ​​था कि परमाणु एक अभिन्न अविभाज्य कण है। बाद में यह स्पष्ट हो गया कि इसमें एक नाभिक और उसके चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन शामिल हैं। साथ ही, केंद्रीय भाग को फिर से अविभाज्य और अभिन्न माना गया। आज हम जानते हैं कि यह प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना है। इसके अलावा, बाद की संख्या के आधार पर, एक ही पदार्थ में कई आइसोटोप हो सकते हैं। तो, ट्रिटियम पदार्थ के लिए है, इसे कैसे प्राप्त करें और इसका उपयोग कैसे करें?

ट्रिटियम - यह क्या है?

हाइड्रोजन प्रकृति का सबसे सरल पदार्थ है। यदि हम इसके सबसे सामान्य रूप की बात करें, जिसके बारे में नीचे विस्तार से चर्चा की जाएगी, तो इसके परमाणु में केवल एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है। हालाँकि, यह "अतिरिक्त" कणों को भी स्वीकार कर सकता है, जो कुछ हद तक इसके गुणों को बदल देता है। इस प्रकार, ट्रिटियम के नाभिक में एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। और यदि प्रोटियम है, तो सबसे अधिक है अराल तरीकाहाइड्रोजन - यह कुछ ऐसा है जिसे आप इसके "बेहतर" संस्करण के बारे में नहीं कह सकते - यह प्रकृति में पाया जाता है छोटी राशि.

हाइड्रोजन आइसोटोप ट्रिटियम (यह नाम "तीसरे" के लिए ग्रीक शब्द से आया है) की खोज 1934 में रदरफोर्ड, ओलिफैंट और हार्टेक द्वारा की गई थी। और वास्तव में, उन्होंने उसे बहुत लंबे समय तक और कड़ी मेहनत से ढूंढने की कोशिश की। 1932 में ड्यूटेरियम और भारी पानी की खोज के तुरंत बाद, वैज्ञानिकों ने पारंपरिक हाइड्रोजन की संवेदनशीलता को बढ़ाकर इस आइसोटोप की खोज शुरू कर दी। हालाँकि, सब कुछ के बावजूद, उनके प्रयास व्यर्थ थे - यहां तक ​​​​कि सबसे अधिक केंद्रित नमूनों में भी किसी ऐसे पदार्थ की उपस्थिति का संकेत प्राप्त करना संभव नहीं था जो बस अस्तित्व में था। लेकिन अंत में, खोज को फिर भी सफलता मिली - ओलिफ़ेंट ने रदरफोर्ड की प्रयोगशाला की मदद से तत्व को संश्लेषित किया।

संक्षेप में, ट्रिटियम की परिभाषा इस प्रकार है: हाइड्रोजन का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक, जिसके नाभिक में एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। तो उसके बारे में क्या पता है?

हाइड्रोजन आइसोटोप के बारे में

आवर्त सारणी का पहला तत्व ब्रह्मांड में सबसे आम तत्व भी है। साथ ही, यह प्रकृति में इसके तीन समस्थानिकों में से एक के रूप में होता है: प्रोटियम, ड्यूटेरियम या ट्रिटियम। पहले के नाभिक में एक प्रोटॉन होता है, जिसने इसे इसका नाम दिया। वैसे, यह एकमात्र स्थिर तत्व है जिसमें न्यूट्रॉन नहीं होते हैं। हाइड्रोजन समस्थानिकों की श्रृंखला में अगला है ड्यूटेरियम। इसके परमाणु के नाभिक में एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होते हैं, और नाम "सेकेंड" के लिए ग्रीक शब्द पर आधारित है।

प्रयोगशाला में 4 से 7 तक द्रव्यमान संख्या वाले हाइड्रोजन के भारी समस्थानिक भी प्राप्त किए गए। उनका आधा जीवन सेकंड के अंशों तक सीमित है।

गुण

ट्रिटियम का परमाणु द्रव्यमान लगभग 3.02 एमू है। ई. एम. अपने हिसाब से भौतिक गुणयह पदार्थ सामान्य हाइड्रोजन से लगभग अलग नहीं है, अर्थात सामान्य स्थितियाँयह उच्च तापीय चालकता वाली हल्की, रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस है। लगभग -250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर यह हल्का और बहता हुआ रंगहीन तरल बन जाता है। एकत्रीकरण की इस स्थिति में यह जिस दायरे में है वह काफी संकीर्ण है। गलनांक लगभग 259 डिग्री सेल्सियस होता है, जिसके नीचे हाइड्रोजन बर्फ जैसा द्रव्यमान बन जाता है। इसके अलावा, यह तत्व कुछ धातुओं में काफी घुलनशील होता है।

हालाँकि, गुणों में कुछ अंतर हैं। सबसे पहले, तीसरा आइसोटोप कम प्रतिक्रियाशील है, और दूसरी बात, ट्रिटियम रेडियोधर्मी है और इसलिए अस्थिर है। अभी 12 वर्ष से अधिक पुराना है. रेडियोलिसिस की प्रक्रिया में, यह एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटीन्यूट्रिनो के उत्सर्जन के साथ हीलियम के तीसरे आइसोटोप में बदल जाता है।

रसीद

प्रकृति में, ट्रिटियम कम मात्रा में पाया जाता है और अक्सर इसका निर्माण होता है ऊपरी परतेंब्रह्मांडीय कणों और, उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन परमाणुओं की टक्कर में वायुमंडल। हालाँकि, वहाँ भी है औद्योगिक विधिन्यूट्रॉन के साथ लिथियम-6 को विकिरणित करके इस तत्व को प्राप्त करना

मात्रा में ट्रिटियम का संश्लेषण, जिसका द्रव्यमान लगभग 1 किलोग्राम है, की लागत लगभग 30 मिलियन डॉलर है।

प्रयोग

इसलिए, हमने ट्रिटियम के बारे में थोड़ा और सीखा - यह क्या है और इसके गुण क्या हैं। लेकिन इसकी आवश्यकता क्यों है? आइए थोड़ा नीचे जानें. कुछ रिपोर्टों के अनुसार, ट्रिटियम की वैश्विक व्यावसायिक आवश्यकता प्रति वर्ष लगभग 500 ग्राम है, और अन्य 7 किलोग्राम सैन्य जरूरतों के लिए जाता है।

अमेरिकन इंस्टीट्यूट फॉर एनर्जी रिसर्च के अनुसार पर्यावरण 1955 से 1996 तक, संयुक्त राज्य अमेरिका में 2.2 सेंटीमीटर सुपरहैवी हाइड्रोजन का उत्पादन किया गया था। और 2003 में इस तत्व का कुल भंडार लगभग 18 किलोग्राम था। इसे किसके लिए प्रयोग किया जाता है?

सबसे पहले, परमाणु हथियारों की युद्ध क्षमता को बनाए रखने के लिए ट्रिटियम की आवश्यकता होती है, जो कि कुछ देशों के पास अभी भी मौजूद होने के लिए जाना जाता है। दूसरे, थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा इसके बिना अपरिहार्य है। कुछ में ट्रिटियम का भी प्रयोग किया जाता है वैज्ञानिक अनुसंधानउदाहरण के लिए, भूविज्ञान में, इसका उपयोग प्राकृतिक जल की तिथि निर्धारण के लिए किया जाता है। दूसरा उद्देश्य घड़ी में बैकलाइट बिजली की आपूर्ति है। इसके अलावा, वर्तमान में अल्ट्रा-लो पावर रेडियोआइसोटोप जनरेटर बनाने के लिए प्रयोग चल रहे हैं, उदाहरण के लिए, स्वायत्त सेंसर को पावर देने के लिए। उम्मीद है कि इस मामले में उनकी सेवा का जीवन लगभग 20 वर्ष होगा। ऐसे जनरेटर की लागत लगभग एक हजार डॉलर होगी।

जैसा मूल स्मृति चिन्हसाथ में चाबी की चेन भी हैं एक छोटी राशिअंदर ट्रिटियम. वे एक चमक छोड़ते हैं और काफी आकर्षक दिखते हैं, खासकर यदि आप आंतरिक सामग्री के बारे में जानते हैं।

खतरा

ट्रिटियम रेडियोधर्मी है, जो इसके कुछ गुणों और उपयोगों की व्याख्या करता है। इसका आधा जीवन लगभग 12 वर्ष है, जो एक एंटीन्यूट्रिनो और एक इलेक्ट्रॉन के उत्सर्जन के साथ हीलियम-3 का उत्पादन करता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान 18.59 किलोवाट ऊर्जा निकलती है और बीटा कण हवा में फैल जाते हैं। औसत व्यक्ति को यह अजीब लग सकता है कि घड़ियों में रोशनी के लिए रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह खतरनाक हो सकता है, है ना? वास्तव में, ट्रिटियम मानव स्वास्थ्य के लिए शायद ही कोई खतरा है, क्योंकि इसके क्षय की प्रक्रिया में बीटा कण अधिकतम 6 मिलीमीटर तक फैलते हैं और सबसे सरल बाधाओं को दूर नहीं कर सकते हैं। हालाँकि, इसका मतलब यह नहीं है कि इसके साथ काम करना बिल्कुल सुरक्षित है - भोजन, हवा या त्वचा के माध्यम से अवशोषण से कोई भी समस्या हो सकती है। हालाँकि ज्यादातर मामलों में इसे आसानी से और जल्दी से हटा दिया जाता है, लेकिन हमेशा ऐसा नहीं होता है। तो, ट्रिटियम - विकिरण खतरे के संदर्भ में यह क्या है?

सुरक्षात्मक उपाय

यद्यपि कम ऊर्जाट्रिटियम का क्षय विकिरण को गंभीर रूप से फैलने नहीं देता है, जिससे बीटा कण त्वचा में प्रवेश भी नहीं कर पाते हैं, अपने स्वास्थ्य की उपेक्षा न करें। इस आइसोटोप के साथ काम करते समय, आप निश्चित रूप से विकिरण सुरक्षा सूट का उपयोग नहीं कर सकते हैं, लेकिन प्राथमिक नियम जैसे बंद कपड़ेऔर सर्जिकल दस्तानों का अवश्य ध्यान रखना चाहिए। चूंकि ट्रिटियम अंतर्ग्रहण से मुख्य खतरा पैदा करता है, इसलिए उन गतिविधियों को रोकना महत्वपूर्ण है जिनमें यह संभव हो जाता है। अन्यथा, चिंता की कोई बात नहीं है.

हालाँकि, यदि वह बड़ी संख्या मेंशरीर के ऊतकों में प्रवेश करने पर तीव्र या पुरानी विकिरण बीमारी विकसित हो सकती है, जो जोखिम की अवधि, खुराक और नियमितता पर निर्भर करती है। कुछ मामलों में, यह बीमारी सफलतापूर्वक ठीक हो जाती है, लेकिन व्यापक घावों के साथ, घातक परिणाम संभव है।

मेँ कोई सामान्य शरीरट्रिटियम के निशान हैं, हालांकि वे बिल्कुल महत्वहीन हैं और शायद ही प्रभावित करते हैं, चमकदार हाथों वाली घड़ियों के प्रेमियों के लिए, इसका स्तर कई गुना अधिक है, हालांकि इसे अभी भी सुरक्षित माना जाता है।

अति भारी पानी

ट्रिटियम, सामान्य हाइड्रोजन की तरह, नए पदार्थ बना सकता है। विशेष रूप से, यह तथाकथित सुपरहैवी (अतिभारी) पानी के अणु में शामिल है। इस पदार्थ के गुण प्रत्येक व्यक्ति के लिए सामान्य एच 2 ओ से बहुत अलग नहीं हैं। इस तथ्य के बावजूद कि ट्रिटियम पानी भी चयापचय में भाग ले सकता है, यह काफी जहरीला है और दस दिनों की अवधि के भीतर उत्सर्जित होता है, जिसके दौरान ऊतक प्राप्त कर सकते हैं अत्यंत एक उच्च डिग्रीविकिरण. और यद्यपि यह पदार्थ अपने आप में कम खतरनाक है, यह शरीर में रहने की अवधि के कारण अधिक खतरनाक है।