परमाणु नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा: सूत्र, अर्थ और परिभाषा। परमाणु नाभिक का द्रव्यमान दोष। संचार ऊर्जा

बिल्कुल कोई भी रासायनिकप्रोटॉन और न्यूट्रॉन के एक विशिष्ट सेट से मिलकर बनता है। उन्हें इस तथ्य के कारण एक साथ रखा जाता है कि परमाणु नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा कण के अंदर मौजूद होती है।

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

नाभिक के अंदर बाध्यकारी ऊर्जा के बारे में तर्क

यदि हम कल्पना करें कि एक परमाणु के नाभिक से प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को अलग करने और उन्हें इतनी दूरी पर रखने का एक तरीका है कि परमाणु नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा कार्य करना बंद कर देती है, तो यह बहुत कठिन काम होना चाहिए। परमाणु के नाभिक से इसके घटकों को निकालने के लिए, किसी को भी अंतर-परमाणु बलों को दूर करने का प्रयास करना चाहिए। ये प्रयास परमाणु को उसके निहित नाभिकों में विभाजित करने में जाएंगे। इसलिए, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि परमाणु नाभिक की ऊर्जा उन कणों की ऊर्जा से कम होती है जिनसे यह बना होता है।

क्या अंतर-परमाणु कणों का द्रव्यमान परमाणु के द्रव्यमान के बराबर होता है?

पहले से ही 1919 में, शोधकर्ताओं ने एक परमाणु नाभिक के द्रव्यमान को मापना सीख लिया। ज्यादातर इसे विशेष तकनीकी उपकरणों की मदद से "तौला" 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। परिकलन से पता चलता है कि वे कण जिनमें विभिन्न संकेतकजनता विभिन्न पथों के साथ चलती है।

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

इंट्रान्यूक्लियर बलों के गुण

नाभिक के अंदर जो न्यूट्रॉन होते हैं, वे कूलम्ब बलों द्वारा एक दूसरे से विकर्षित होते हैं। लेकिन साथ ही, परमाणु अलग नहीं होता है। यह परमाणु में कणों के बीच एक आकर्षक बल की उपस्थिति से सुगम होता है। ऐसे बल जिनकी प्रकृति विद्युत से भिन्न होती है, नाभिकीय कहलाते हैं। और न्यूट्रॉन और प्रोटॉन की बातचीत को मजबूत बातचीत कहा जाता है।

संक्षेप में, परमाणु बलों के गुण निम्नलिखित तक उबालते हैं:

• यह प्रभारी स्वतंत्रता है;
• केवल छोटी दूरी पर कार्रवाई;
• और संतृप्ति भी, जिसे केवल एक निश्चित संख्या में न्यूक्लियॉन को एक दूसरे के पास रखने के रूप में समझा जाता है।

ऊर्जा के संरक्षण के नियम के अनुसार, जिस समय परमाणु कण आपस में जुड़ते हैं, ऊर्जा विकिरण के रूप में निकलती है।

परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा: सूत्र

उल्लिखित गणनाओं के लिए, आम तौर पर स्वीकृत सूत्र का उपयोग किया जाता है:

ई एसवी= (जेड एम पी + (ए-जेड) एम एन -एममैं हूँ) · सी

यहाँ नीचे ई एसवीनाभिक की बंधन ऊर्जा को समझा जाता है; साथ- प्रकाश की गति; जेड-प्रोटॉन की संख्या; (ए-जेड) न्यूट्रॉन की संख्या है; एमपीएक प्रोटॉन के द्रव्यमान को दर्शाता है; ए मैं नहींन्यूट्रॉन द्रव्यमान है। एम आईएक परमाणु के नाभिक के द्रव्यमान को दर्शाता है।

विभिन्न पदार्थों के नाभिक की आंतरिक ऊर्जा

नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा निर्धारित करने के लिए उसी सूत्र का उपयोग किया जाता है। सूत्र द्वारा गणना की गई बांड ऊर्जा, जैसा कि पहले संकेत दिया गया है, 1% से अधिक नहीं है कुल ऊर्जापरमाणु या विश्राम की ऊर्जा। हालांकि, करीब से जांच करने पर, यह पता चलता है कि एक पदार्थ से दूसरे पदार्थ में जाने पर यह संख्या काफी उतार-चढ़ाव करती है। यदि हम इसके सटीक मूल्यों को निर्धारित करने का प्रयास करते हैं, तो वे तथाकथित प्रकाश नाभिक के लिए विशेष रूप से भिन्न होंगे।

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

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

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के प्रकार

इन अंतरों के मुख्य कारणों को समझाया जा सकता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि नाभिक के भीतर मौजूद सभी न्यूक्लियॉन को दो श्रेणियों में बांटा गया है: सतह और आंतरिक। आंतरिक न्यूक्लियॉन वे होते हैं जो सभी तरफ से अन्य प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से घिरे होते हैं। सतही लोग भीतर से ही उनसे घिरे होते हैं।

एक परमाणु नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा एक बल है जो आंतरिक नाभिक में अधिक स्पष्ट होती है। कुछ ऐसा ही, वैसे, विभिन्न तरल पदार्थों के पृष्ठ तनाव के साथ होता है।

नाभिक में कितने न्यूक्लियॉन फिट होते हैं

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

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

कई वैज्ञानिक हमेशा इस सवाल 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 है। हल्के नाभिकों के संलयन की प्रक्रिया में, जैसे भारी नाभिकों के विभाजन में होता है, वैसे ही एक मजबूत प्रकार के नाभिक हमेशा बनते हैं। प्रकाश नाभिकों से उनमें सभी नाभिकों को "प्राप्त" करने के लिए, खर्च करना आवश्यक है कम मात्राऊर्जा, बजाय इसके कि जब वे गठबंधन करते हैं तो क्या निकलता है। इसका उलटा भी सच है। वास्तव में, संलयन ऊर्जा, जो द्रव्यमान की एक निश्चित इकाई पर पड़ती है, विशिष्ट विखंडन ऊर्जा से अधिक हो सकती है।

परमाणु विखंडन की प्रक्रियाओं की जांच करने वाले वैज्ञानिक

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

ज्ञान के इस क्षेत्र के विकास में एक महत्वपूर्ण योगदान लिसा मीटनर द्वारा भी किया गया था, जिसे हैन ने एक समय में एक साथ रेडियोधर्मिता का अध्ययन करने का सुझाव दिया था। हैन ने मीटनर को केवल इस शर्त पर काम करने की अनुमति दी कि वह तहखाने में अपना शोध करेगी और कभी नहीं चढ़ेगी ऊपरी तलयह भेदभाव का एक तथ्य था। हालांकि, इसने उसे परमाणु नाभिक के अध्ययन में महत्वपूर्ण सफलता प्राप्त करने से नहीं रोका।

चूंकि नाभिक में नाभिक नाभिकीय बलों से बंधे होते हैं, इसलिए नाभिक को उसके घटक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में अलग करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यदि मुक्त प्रोटॉन और न्यूट्रॉन आपस में मिलकर एक नाभिक बनाते हैं तो समान ऊर्जा निकलती है। इस ऊर्जा को नाभिक की बंधन ऊर्जा कहते हैं। 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 के शेष द्रव्यमान के योग के बीच के अंतर को कहा जाता है जिससे नाभिक बनता है परमाणु द्रव्यमान दोष... बाध्यकारी ऊर्जा के बराबर है: इएसवी = साथ 2 × डी एम

डी एमनाभिक के द्रव्यमान में दोष है।

बाध्यकारी ऊर्जा मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट (MeV) (MeV = 10 6 EV) में व्यक्त की जाती है। चूँकि परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu) 1.66 × 10-27 किग्रा है, इसलिए संबंधित ऊर्जा निर्धारित की जा सकती है:

मास स्पेक्ट्रोग्राफ का उपयोग करके, सभी समस्थानिकों के द्रव्यमान को मापा गया और द्रव्यमान दोष और बाध्यकारी ऊर्जा के मूल्यों की गणना सभी नाभिकों के लिए की गई, जिनका उपयोग परमाणु प्रतिक्रियाओं की गणना के लिए किया जाता है। यदि किसी प्रतिक्रिया में नाभिक और कण प्राप्त होते हैं जिनका कुल द्रव्यमान प्रारंभिक नाभिक और कणों से कम होता है, तो ऐसी प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा निकलती 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: ... प्रारंभिक नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा 1731.6 MeV है, और गठित नाभिक की कुल बाध्यकारी ऊर्जा 1708.2 + 28.3 = 176.5 MeV है और प्रारंभिक नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा से 4.9 MeV अधिक है। नतीजतन, इस प्रतिक्रिया में, 4.9 MeV की ऊर्जा निकलती है, जो मुख्य रूप से है गतिज ऊर्जाजी-कण।

बडा महत्वप्रति 1 न्यूक्लियॉन बाध्यकारी ऊर्जा है। यह जितना बड़ा होगा, कोर उतना ही मजबूत होगा। सबसे मजबूत मध्यम कोर। प्रकाश नाभिक अपनी बाध्यकारी ऊर्जा का पर्याप्त उपयोग नहीं करते हैं। कूलम्ब प्रतिकर्षण बलों द्वारा भारी नाभिक कमजोर होते हैं, जो परमाणु के विपरीत, नाभिक के सभी नाभिकों के बीच कार्य करते हैं। इससे एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकलता है: मध्य नाभिक बनने पर ऊर्जा निकलती है। यह तब हो सकता है जब एक भारी नाभिक को दो माध्यमों में विभाजित किया जाता है परमाणु रिएक्टरया दो लाइटर वाले मध्य नाभिक के संश्लेषण में। ये सूर्य और तारों में होने वाली थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रतिक्रियाएं हैं।

ब्लॉक 25 . के लिए कार्य

1. थोरियम का समस्थानिक किसमें बदल जाता है, जिसके केन्द्रक में लगातार तीन क्षय होते हैं।

समाधान:

जब एक 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 संख्या 4 × 3 = 12 इकाई और फिर हमें तालिका के अनुसार एक आइसोटोप मिलता है, हम पाते हैं कि यह पोलोनियम है या

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

वी इस मामले मेंएक अज्ञात आइसोटोप एक्स के उत्पादन के साथ एक परमाणु प्रतिक्रिया होती है।

नाभिकीय अभिक्रियाओं में नाभिकों और आवेशों 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 जोड़ने के लिए:

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

4. 1 amu के संगत ऊर्जा ज्ञात कीजिए। इसे MeV में व्यक्त कीजिए।

समाधान:

ई = एम सी 2

एम= 1 एमू = 1.66 × 10 -27 किग्रा

साथ= 3 × 10 8 मी/से

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

1 ईवी = 1.6 × 10 -19 जे

इसका मतलब है: 1 एमू। 931 MeV से मेल खाती है।

5. एक ट्रिटियम नाभिक की ऊर्जा की गणना करें यदि एक प्रोटॉन का द्रव्यमान है एमपी= 1.00814 एमु, न्यूट्रॉन द्रव्यमान मैं नहीं= 1.00898 और ट्रिटियम परमाणु का द्रव्यमान ए= 3.01700 एमयू

दिया गया:

एमपी= 1.00814 एमयू

मैं नहीं = 1,00898

ए = 3.01700 एमयू

__________________

ई एसवी – ?

समाधान:

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

द्रव्यमान दोष का अर्थ है:

डी एम= 3.02610 - 3.01700 एमयू = 0.00910 एमू

जबसे 1 अमु - 931 मेव; फिर ई एसवी= 931 × डी एमया

ई एसवी= 931 × 0.00910 (MeV) = 8.5 MeV

उत्तर 8.5 मेव

6. प्रतिक्रिया के दौरान ऊर्जा जारी या अवशोषित होती है:

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

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

प्रतिक्रिया के बाद: 64.7 + 0 = 64.7 MeV

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

7. प्रतिक्रिया ऊर्जा निर्धारित करें:

प्रतिक्रिया से पहले: 2.2 + 2.2 = 4.4 MeV

प्रतिक्रिया के बाद: 8.5 MeV

जारी की गई ऊर्जा: 8.5 - 4.4 = 4.1 मेव

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

दिया गया:

एम 0 = 4g

टी= 216 दिन

टी= 72 दिन

डी एम – ?

समाधान:

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

माध्यम:

मतलब: और

उत्तर: 3.5 ग्रा.

9. 8 किलो रेडियोधर्मी सीज़ियम होता है। रेडियोधर्मी क्षय के 135 वर्षों के बाद गैर-क्षयग्रस्त सीज़ियम का द्रव्यमान निर्धारित करें, यदि इसका आधा जीवन 27 वर्ष है।

कुछ समय पहले तक, लोगों का मानना ​​था कि परमाणु एक संपूर्ण, अविभाज्य कण है। बाद में यह स्पष्ट हो गया कि इसमें एक नाभिक और उसके चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं। उसी समय, मध्य 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 समस्थानिक हो सकते हैं। तो, ट्रिटियम एक पदार्थ 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 के बारे में बात करते हैं, जिसके बारे में नीचे और अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी, तो इसके परमाणु में केवल एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है। हालांकि, यह "अतिरिक्त" कणों को भी स्वीकार कर सकता है, जो कुछ हद तक इसके गुणों को बदलते हैं। तो, ट्रिटियम नाभिक में एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। और अगर प्रोटियम है, तो वह सबसे ज्यादा है सामान्य अवस्थाहाइड्रोजन - इसके "बेहतर" संस्करण के बारे में नहीं कहा जा सकता - प्रकृति में यह पाया जाता है नगण्य मात्रा.

हाइड्रोजन आइसोटोप ट्रिटियम (नाम "तीसरे" के लिए ग्रीक शब्द से आया है) की खोज 1934 में रदरफोर्ड, ओलीफेंट और हरटेक ने की थी। और वास्तव में, उन्होंने उसे बहुत लंबे समय तक और लगातार खोजने की कोशिश की। 1932 में ड्यूटेरियम और भारी पानी की खोज के तुरंत बाद, वैज्ञानिकों ने साधारण हाइड्रोजन का अध्ययन करते समय संवेदनशीलता बढ़ाकर इस समस्थानिक की खोज शुरू की। हालांकि, सब कुछ के बावजूद, उनके प्रयास व्यर्थ थे - यहां तक ​​\u200b\u200bकि सबसे अधिक केंद्रित नमूनों में भी किसी पदार्थ की उपस्थिति का एक संकेत भी प्राप्त करना संभव नहीं था जो कि बस अस्तित्व में था। लेकिन अंत में, खोज अभी भी सफलता के साथ ताज पहनाया गया था - ओलिफेंट 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 जाना जाता है?

हाइड्रोजन आइसोटोप के बारे में

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

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

गुण

ट्रिटियम का परमाणु द्रव्यमान लगभग 3.02 amu है। ई. एम. अपने आप से भौतिक गुणयह पदार्थ साधारण हाइड्रोजन से लगभग अप्रभेद्य है, अर्थात in सामान्य स्थितिरंग, स्वाद और गंध के बिना एक हल्की गैस है, इसमें उच्च तापीय चालकता है। लगभग -250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर यह हल्का और बहने वाला रंगहीन तरल बन जाता है। वह सीमा जिसके भीतर यह एकत्रीकरण की एक निश्चित स्थिति में है, बल्कि 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 है।

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

प्राप्त

प्रकृति में, ट्रिटियम कम मात्रा में पाया जाता है और सबसे अधिक बार बनता है ऊपरी परतेंब्रह्मांडीय कणों की टक्कर में वातावरण और, उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन परमाणु। हालाँकि, वहाँ भी है औद्योगिक विधिलिथियम-6 को न्यूट्रॉन के साथ विकिरणित करके इस तत्व को प्राप्त करना

लगभग 1 किलोग्राम की मात्रा में ट्रिटियम को संश्लेषित करने में लगभग $ 30 मिलियन का खर्च आता 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 इसे थोड़ा नीचे समझें। कुछ आंकड़ों के अनुसार, ट्रिटियम की विश्व वाणिज्यिक मांग लगभग 500 ग्राम प्रति वर्ष है, और लगभग 7 किलोग्राम सैन्य जरूरतों पर खर्च किया जाता है।

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

सबसे पहले, परमाणु हथियारों की युद्ध क्षमता को बनाए रखने के लिए ट्रिटियम आवश्यक है, जैसा कि आप जानते हैं, अभी भी कुछ देशों के पास है। दूसरे, थर्मोन्यूक्लियर पावर इंजीनियरिंग इसके बिना नहीं कर सकती। कुछ में ट्रिटियम का भी प्रयोग किया जाता है वैज्ञानिक अनुसंधान, उदाहरण के लिए, भूविज्ञान में, प्राकृतिक जल इसकी सहायता से दिनांकित होते हैं। एक अन्य उद्देश्य वॉच बैकलाइट को पावर देना है। इसके अलावा, वर्तमान में अल्ट्रा-लो-पावर रेडियोआइसोटोप जनरेटर बनाने के लिए प्रयोग चल रहे हैं, उदाहरण के लिए, स्वायत्त सेंसर को शक्ति देने के लिए। इस मामले में, यह उम्मीद की जाती है कि उनकी सेवा का जीवन लगभग 20 वर्ष होगा। ऐसे जनरेटर की लागत लगभग एक हजार डॉलर होगी।

जैसा मूल स्मृति चिन्हके साथ चाबी का गुच्छा भी हैं छोटी राशिअंदर ट्रिटियम। वे एक चमक देते हैं और काफी आकर्षक लगते 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, जबकि हीलियम -3 एक एंटीन्यूट्रिनो और एक इलेक्ट्रॉन के उत्सर्जन से बनता है। इस प्रतिक्रिया की प्रक्रिया में, 18.59 kW ऊर्जा निकलती है और बीटा कण हवा में वितरित होते हैं। आम आदमी को यह अजीब लग सकता है कि घड़ी में बैकलाइट के लिए रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह खतरनाक हो सकता है, है ना? वास्तव में, ट्रिटियम शायद ही किसी चीज से मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा है, क्योंकि इसके क्षय की प्रक्रिया में बीटा कण अधिकतम 6 मिलीमीटर तक फैल जाते हैं और सबसे सरल बाधाओं को दूर नहीं कर सकते हैं। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि इसके साथ काम करना बिल्कुल सुरक्षित है - भोजन, हवा या त्वचा के माध्यम से अवशोषण के साथ कोई भी अंतर्ग्रहण समस्या पैदा कर सकता है। हालांकि यह ज्यादातर मामलों में आसानी से और जल्दी से साफ हो 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 गंभीरता से फैलने से रोकता है, ताकि बीटा कण त्वचा में प्रवेश भी न कर सकें, 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 कि बंद कपड़ेऔर सर्जिकल दस्ताने अवश्य देखे जाने चाहिए। चूंकि अंतर्ग्रहण होने पर ट्रिटियम मुख्य खतरा होता है, इसलिए उन गतिविधियों को रोकना महत्वपूर्ण है जो इसे संभव बनाती हैं। अन्यथा चिंता की कोई बात नहीं है।

अगर, फिर भी, वह अंदर है एक लंबी संख्याशरीर के ऊतकों में प्रवेश, तीव्र या पुरानी विकिरण बीमारी विकसित हो सकती है, जो अवधि, खुराक और जोखिम की नियमितता पर निर्भर करती है। कुछ मामलों में, यह बीमारी सफलतापूर्वक ठीक हो जाती है, लेकिन व्यापक घावों के साथ, एक घातक परिणाम संभव है।

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

सुपर भारी पानी

सामान्य हाइड्रोजन की तरह ट्रिटियम भी नए पदार्थ बना सकता है। विशेष रूप से, यह तथाकथित सुपरहेवी (सुपरहेवी) 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, इसकी उच्च विषाक्तता है और दस दिनों की अवधि के भीतर उत्सर्जित होती है, जिसके दौरान ऊतक काफी मिल सकता है उच्च डिग्रीविकिरण। और यद्यपि यह पदार्थ अपने आप में कम खतरनाक है, यह उस अवधि के कारण अधिक खतरनाक है जिसके दौरान यह शरीर में होता है।