ไอโซโทป - มันคืออะไร? ไอโซโทปน้ำหนัก

เมื่อเร็ว ๆ นี้ผู้คนเชื่อกันว่าอะตอม - อนุภาคแบ่งแยกทั้ง หลังจากนั้นมันก็กลายเป็นที่ชัดเจนว่ามันประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่โคจรรอบ ในกรณีนี้ภาคกลางอีกครั้งได้รับการพิจารณาแบ่งแยกและทั้ง วันนี้เรารู้ว่ามันถูกสร้างขึ้นจากโปรตอนและนิวตรอน นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับจำนวนของหลังที่หนึ่งและสารเดียวกันอาจมีหลายไอโซโทป ดังนั้นไอโซโทป - มันคืออะไร? มันคืออะไร สำหรับสารและวิธีการที่จะได้รับมันและใช้มันได้หรือไม่

ไอโซโทป - มันคืออะไร?

ไฮโดรเจน - เรื่องที่ง่ายในธรรมชาติ ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับรูปแบบที่พบมากที่สุดเกี่ยวกับการที่มากขึ้นจะได้รับการกล่าวว่าด้านล่างอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอน แต่ก็ยังสามารถใช้อนุภาค "พิเศษ" ซึ่งจะมีการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของมันออกไปเล็กน้อย ดังนั้นนิวเคลียสไอโซโทปประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนสอง และถ้าจิตใจที่เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดของไฮโดรเจน - เป็น ธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล, บางสิ่งบางอย่างเกี่ยวกับเขา "ดีขึ้น" รุ่นก็ไม่ได้บอกว่า - ในธรรมชาติมันถูกพบในปริมาณที่น้อย

ไฮโดรเจนไอโซโทปไอโซโทป (ชื่อที่มาจากภาษากรีกคำว่า "สาม") ถูกเปิดในปี 1934 โดยรัทเธอร์โอลิแฟนท์และ Harteck และในความเป็นจริงเราพยายามที่จะหาเขาที่ยาวมากและยาก ทันทีหลังจากการค้นพบของไฮโดรเจนและน้ำหนักในปี 1932 นักวิทยาศาสตร์เริ่มมองหาไอโซโทปนี้คือการเพิ่มความไว ของการวิเคราะห์สเปกตรัม ในการศึกษาของไฮโดรเจนสามัญ แต่ทั้งๆที่ทุกอย่างพยายามของพวกเขาอยู่ในไร้สาระ - แม้ในตัวอย่างเข้มข้นส่วนใหญ่ล้มเหลวที่จะได้รับแม้แต่คำใบ้ของการปรากฏตัวของสารที่จำเป็นต้องได้รับการเพียงเพื่อให้อยู่ได้ แต่ในท้ายที่สุดการค้นหายังคงไม่ประสบความสำเร็จ - โอลิแฟนท์สังเคราะห์องค์ประกอบด้วยความช่วยเหลือของ หนักน้ำ ในห้องปฏิบัติการรัทเทอร์ฟอร์ด

สั้น ๆ ความหมายไอโซโทปเป็นดังนี้: ไอโซโทปกัมมันตรังสีของไฮโดรเจนซึ่งนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนสอง ดังนั้นสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับเขา?

เมื่อวันที่ไอโซโทปไฮโดรเจน

องค์ประกอบแรกของตารางธาตุเป็นครั้งเดียวที่พบมากที่สุดในจักรวาล ในธรรมชาติมันเกิดขึ้นในรูปแบบของหนึ่งในสามของไอโซโทปของ: โปรเทียม, ดิวทีเรียมหรือไอโซโทป แกนแรกประกอบด้วยโปรตอนเดียวซึ่งให้ชื่อของมัน โดยวิธีการนี้เป็นเพียงองค์ประกอบที่มีเสถียรภาพที่ไม่มีนิวตรอน ถัดไปในชุดของไฮโดรเจนไอโซโทปคือดิวทีเรียม หลักของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนและชื่อมาจากภาษากรีกคำว่า "สอง."

นอกจากนี้ยังได้จัดเตรียมไว้ในห้องปฏิบัติการแม้ไอโซโทปไฮโดรเจนหนักกับตัวเลขมวลตั้งแต่ 4 ถึง 7 ช่วงเวลาครึ่งก้อน จำกัด วินาที

สรรพคุณ

น้ำหนักไอโซโทปนิวเคลียร์เป็นเรื่องเกี่ยวกับ 3.02 e. ม. คุณสมบัติทางกายภาพของสารนี้ไม่ได้แตกต่างกันมากจากไฮโดรเจนธรรมดากล่าวคือภายใต้สภาวะปกติเป็นก๊าซโดยไม่ต้องแสงสีรสชาติและกลิ่นที่มีการนำความร้อนสูง ที่อุณหภูมิประมาณ -250 องศาเซนติเกรดกลายเป็นของเหลวไม่มีสีง่ายและของเหลว ช่วงภายในซึ่งมันจะอยู่ในสถานะของการรวมที่ค่อนข้างแคบ อุณหภูมิหลอมละลายเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 259 องศาเซลเซียสด้านล่างซึ่งไฮโดรเจนจะกลายเป็นมวล snegopodobnoy นอกจากนี้องค์ประกอบนี้ค่อนข้างละลายในโลหะบางชนิด

แต่มีความแตกต่างบางอย่างในคุณสมบัติ ประการแรกไอโซโทปที่สามจะมีปฏิกิริยาต่ำและประการที่สองคือไอโซโทปกัมมันตรังสีและไม่เสถียรจึง ครึ่งชีวิตเพียงกว่า 12 ปี ในกระบวนการของการ radiolysis ก็จะเปิดไอโซโทปที่สามของฮีเลียมที่มีการปล่อยอิเล็กตรอนและ antineutrinos

แผนกต้อนรับ

ในธรรมชาติไอโซโทปที่มีอยู่ในปริมาณที่น้อยและรูปแบบในบรรยากาศชั้นบนเมื่ออนุภาคชนกันของจักรวาลและตัวอย่างเช่นอะตอมไนโตรเจนบ่อย แต่มีวิธีการที่อุตสาหกรรมการผลิตองค์ประกอบนี้โดยการฉายรังสีของลิเธียม 6 นิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

การสังเคราะห์ไอโซโทปในปริมาณที่น้ำหนักประมาณ 1 กิโลกรัมราคาประมาณ $ 30 ล้าน

การใช้งานของ

ดังนั้นเราได้เรียนรู้เล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับไอโซโทป - ว่ามันคืออะไรและคุณสมบัติของ แต่ทำไมมันจำเป็น? ให้เราตรวจสอบด้านล่าง ตามการประมาณการความต้องการบางอย่างในเชิงพาณิชย์ทั่วโลกสำหรับไอโซโทปประมาณ 500 กรัมต่อปีที่ใช้ในการตอบสนองความต้องการของทหารประมาณ 7 กิโลกรัม

ตามที่สถาบันอเมริกันเพื่อพลังงานและสิ่งแวดล้อมวิจัย 1955-1996, 2.2 quintals ไฮโดรเจน superheavy ผลิตในประเทศสหรัฐอเมริกา และในปี 2003 ขอสงวนรวมขององค์ประกอบประมาณ 18 กิโลกรัม สำหรับสิ่งที่พวกเขาใช้?

ประการแรกไอโซโทปเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความสามารถในการต่อสู้ของอาวุธนิวเคลียร์ซึ่งที่เรารู้ว่ายังมีบางประเทศ ประการที่สองโดยไม่ได้ไม่สามารถทำพลังงานฟิวชั่น ไอโซโทปอื่นที่ใช้ในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์บางอย่างเช่นในธรณีวิทยากับมันวันที่กลับไปน้ำธรรมชาติ วัตถุประสงค์อื่น - แหล่งพลังงานชั่วโมงแสงไฟ นอกจากนี้ในปัจจุบันมีการทดลองเกี่ยวกับการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไอโซโทปพลังงานต่ำเป็นพิเศษเช่นเซ็นเซอร์สำหรับแหล่งจ่ายไฟในกำกับของรัฐ มันเป็นที่คาดว่าในกรณีนี้อายุการใช้งานประมาณ 20 ปี ค่าใช้จ่ายของเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งพันดอลลาร์

เป็นของที่ระลึกเดิมนอกจากนี้ยังมีพวงกุญแจที่มีจำนวนเล็ก ๆ ของไอโซโทปภายใน พวกเขาปล่อยเรืองแสงและมองที่แปลกใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคุณรู้เกี่ยวกับเนื้อหาภายใน

อันตราย

ไอโซโทปกัมมันตรังสีซึ่งจะอธิบายส่วนของคุณสมบัติและการใช้งานของมัน ใช้ ครึ่งชีวิต ประมาณ 12 จึงกลายเป็นฮีเลียม 3 และอิเล็กตรอน antineutrinos ปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในช่วงการเกิดปฏิกิริยานี้ผลิต 18.59 กิโลวัตต์อนุภาคพลังงานรุ่นเบต้าและมีการกระจายในอากาศ คนในถนนอาจจะดูแปลกว่าไอโซโทปกัมมันตรังสีถูกนำมาใช้เช่นการเน้นชั่วโมงเพราะมันสามารถเป็นอันตรายไม่ได้หรือไม่ ในความเป็นจริงแทบไม่มีอะไรไอโซโทปคุกคามสุขภาพของมนุษย์เพราะอนุภาคเบต้าจะกระจายถึง 6 มิลลิเมตรในกระบวนการของการสลายตัวและไม่สามารถเอาชนะอุปสรรคโปรโตซัว แต่นี้ไม่ได้หมายความว่าการทำงานกับพวกเขามีความปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ - ทางเข้าของอาหารอากาศหรือดูดซึมผ่านผิวหนังสามารถนำไปสู่ปัญหา ในขณะที่ในกรณีส่วนใหญ่จะถูกขับออกมาอย่างง่ายดายและรวดเร็วนี้ไม่เสมอกรณี ดังนั้นไอโซโทป - สิ่งที่มันเป็นในแง่ของอันตรายจากรังสีหรือไม่

มาตรการป้องกัน

แม้จะมีความจริงที่ว่าการสลายพลังงานต่ำของไอโซโทปไม่อนุญาตให้มีการฉายรังสีที่จะแพร่กระจายอย่างจริงจังอนุภาคเบต้าจึงไม่สามารถเอาชนะแม้กระทั่งผิวที่คุณไม่ควรละเลยสุขภาพของคุณ เมื่อทำงานร่วมกับไอโซโทปนี้สามารถของหลักสูตรไม่ได้ใช้ชุดป้องกันรังสี แต่กฎพื้นฐานเช่นเสื้อผ้าปิดและถุงมือผ่าตัดคุณจะต้องปฏิบัติตาม ตั้งแต่อันตรายหลักของไอโซโทปคือโดยการกลืนกินก็เป็นสิ่งสำคัญที่จะหยุดกิจกรรมที่มันจะเป็นไปได้ สำหรับส่วนที่เหลือไม่มีอะไรต้องกังวลเกี่ยวกับ

แต่ถ้ามันมีอยู่ในจำนวนมากที่ลงทะเบียนเรียนในเนื้อเยื่อของร่างกายที่อาจพัฒนาเฉียบพลันหรือเรื้อรังเจ็บป่วยรังสีขึ้นอยู่กับระยะเวลาปริมาณและความถี่ของการสัมผัส ในบางกรณีโรคนี้จะถือว่าประสบความสำเร็จ แต่แผลที่กว้างขวางอาจนำไปสู่ความตาย

ในร่างกายปกติใด ๆ ที่มีร่องรอยของไอโซโทปถึงแม้ว่าพวกเขาจะสมบูรณ์ไม่มีนัยสำคัญและไม่น่าจะส่งผลกระทบต่อ พื้นหลังการฉายรังสี แต่ในหมู่แฟน ๆ ของนาฬิกาด้วยมือส่องสว่างเหนือระดับของมันไม่กี่ครั้ง แต่ยังคงถือว่าปลอดภัย

น้ำซุปเปอร์หนัก

ไอโซโทปไฮโดรเจนปกติสามารถสร้างสารใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันเข้าไปในโมเลกุลที่เรียกว่าซุปเปอร์หนัก (เฮฟวี่เวท) น้ำ คุณสมบัติของสารชนิดนี้ไม่ได้แตกต่างกันเกินไปจาก H ปกติ ₂ ทุมในแต่ละคนว่าน้ำ tritiated นอกจากนี้ยังอาจจะมีส่วนร่วมในการเผาผลาญอาหารก็มีความเป็นพิษค่อนข้างสูงและจะแสดงเป็นเวลาสิบวันในระหว่างที่เนื้อเยื่อจะได้รับการศึกษาระดับปริญญาสูงสวยจากการสัมผัส แม้ว่าสารนี้เป็นอันตรายน้อยในตัวเองมันเป็นอันตรายมากขึ้นในการเชื่อมต่อกับช่วงที่มีอยู่ในร่างกาย