Struttura, proprietà e usi del trizio

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Simon Doyle

Il trizio è il nome dato a uno degli isotopi dell'elemento chimico idrogeno, il cui simbolo è solitamente T o 3H, sebbene sia anche chiamato idrogeno-3. Questo è ampiamente utilizzato in un gran numero di applicazioni, soprattutto in campo nucleare..

Inoltre, negli anni '30 questo isotopo ha avuto origine per la prima volta, a partire dal bombardamento con particelle ad alta energia (chiamate deuteroni) di un altro isotopo dello stesso elemento chiamato deuterio, grazie agli scienziati P.Harteck, M. L. Oliphant ed E. Rutherford.

Questi ricercatori non sono riusciti a isolare il trizio nonostante i loro test, che hanno prodotto risultati concreti nelle mani di Cornog e Álvarez, scoprendo a loro volta le qualità radioattive di questa sostanza..

Su questo pianeta, la produzione di trizio è estremamente rara in natura, originata solo in proporzioni così piccole da essere considerate tracce attraverso le interazioni atmosferiche con la radiazione cosmica..

Indice articolo

  • 1 Struttura
    • 1.1 Alcuni fatti sul trizio
  • 2 Proprietà
  • 3 usi
  • 4 Riferimenti

Struttura

Quando si parla della struttura del trizio, la prima cosa da notare è il suo nucleo, che ha due neutroni e un singolo protone, che gli conferisce una massa tre volte maggiore di quella dell'idrogeno ordinario..

Questo isotopo ha proprietà fisiche e chimiche che lo distinguono da altre specie isotopiche derivate dall'idrogeno, nonostante le loro somiglianze strutturali..

Oltre ad avere un peso atomico o massa di circa 3 g, questa sostanza manifesta radioattività, le cui caratteristiche cinetiche mostrano un'emivita di circa 12,3 anni.

L'immagine in alto mette a confronto le strutture dei tre isotopi noti dell'idrogeno, chiamati protium (la specie più abbondante), deuterio e trizio..

Le caratteristiche strutturali del trizio gli consentono di coesistere con l'idrogeno e il deuterio nell'acqua che proviene dalla natura, la cui produzione è forse dovuta all'interazione tra la radiazione cosmica e l'azoto di origine atmosferica..

In questo senso, nell'acqua di origine naturale questa sostanza è presente in una proporzione di 10-18 rispetto all'idrogeno ordinario; cioè una minuscola abbondanza che può essere riconosciuta solo come tracce.

Alcuni fatti sul trizio

Vari modi di produrre trizio sono stati studiati e utilizzati a causa del suo elevato interesse scientifico per le sue proprietà radioattive ed energeticamente efficienti..

Pertanto, la seguente equazione mostra la reazione generale con cui viene prodotto questo isotopo, dal bombardamento di atomi di deuterio con deuteroni ad alta energia:

D + D → T + H

Allo stesso modo, può essere eseguita come reazione esotermica o endotermica attraverso un processo chiamato attivazione neutronica di alcuni elementi (come litio o boro), ea seconda dell'elemento da trattare.

Oltre a questi metodi, il trizio può essere ottenuto raramente dalla fissione nucleare, che consiste nella divisione del nucleo di un atomo considerato pesante (in questo caso, isotopi di uranio o plutonio) per ottenere due o più nuclei di dimensioni inferiori, producendo enormi quantità di energia.

In questo caso, l'ottenimento del trizio è dato come prodotto o sottoprodotto collaterale, ma non è lo scopo di questo meccanismo.

Ad eccezione del processo precedentemente descritto, tutti questi processi di produzione di questa specie isotopica vengono effettuati in reattori nucleari, nei quali vengono controllate le condizioni di ciascuna reazione..

Proprietà

- Produce un'enorme quantità di energia quando proviene dal deuterio.

- Ha proprietà radioattive, che continuano a suscitare interesse scientifico nella ricerca sulla fusione nucleare.

- Questo isotopo è rappresentato nella sua forma molecolare come TDue o 3HDue, il cui peso molecolare è di circa 6 g.

- Simile al protio e al deuterio, questa sostanza è difficile da confinare.

- Quando questa specie si combina con l'ossigeno, un ossido (rappresentato come TDueO) che è in fase liquida ed è comunemente nota come acqua superpesante.

- È in grado di subire la fusione con altre specie leggere più facilmente di quella mostrata dall'idrogeno ordinario.

- Presenta un pericolo per l'ambiente se utilizzato in modo massiccio, soprattutto nelle reazioni dei processi di fusione.

- Può formare con l'ossigeno un'altra sostanza nota come acqua pesante semisuperficie (rappresentata come HTO), anch'essa radioattiva.

- È considerato un generatore di particelle a bassa energia, note come radiazioni beta.

- Quando si sono verificati casi di consumo di acqua triziata, è stato osservato che la sua emivita nell'organismo rimane compresa tra 2,4 e 18 giorni, venendo successivamente escreta.

Applicazioni

Tra le applicazioni del trizio spiccano i processi legati alle reazioni di tipo nucleare. Di seguito è riportato un elenco dei suoi usi più importanti:

- Nell'area della radioluminescenza, il trizio viene utilizzato per produrre strumenti che consentono l'illuminazione, soprattutto di notte, in diversi dispositivi per uso commerciale come orologi, coltelli, armi da fuoco, tra gli altri, attraverso l'autoalimentazione..

- Nel campo della chimica nucleare, reazioni di questo tipo sono utilizzate come fonte di energia nella fabbricazione di armi nucleari e termonucleari, oltre ad essere utilizzate in combinazione con deuterio per processi di fusione nucleare controllata..

- Nell'area della chimica analitica, questo isotopo può essere utilizzato nel processo di etichettatura radioattiva, in cui il trizio è posto in una specifica specie o molecola e può essere seguito per gli studi che si desidera eseguire su di esso..

- Nel caso dell'ambiente biologico, il trizio viene utilizzato come tracciante transitorio nei processi oceanici, che consente lo studio dell'evoluzione degli oceani sulla Terra in campo fisico, chimico e persino biologico..

- Tra le altre applicazioni, questa specie è stata utilizzata per fabbricare una batteria atomica per produrre energia elettrica..

Riferimenti

  1. Britannica, E. (s.f.). Trizio. Recuperato da britannica.com
  2. PubChem. (s.f.). Trizio. Estratto da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (s.f.). Deuterio. Estratto da en.wikipedia.org
  4. Chang, R. (2007). Chimica, nona edizione. Messico: McGraw-Hill.
  5. Vasaru, G. (1993). Separazione dell'isotopo del trizio. Ottenuto da books.google.co.ve

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