トリチウムは水素元素の放射性同位体です。これは、水素-3 としても知られているか、化学式や反応で簡略表記の T または H を使用しています。トリトンと呼ばれるトリチウム原子の原子核には、1 つの陽子と 2 つの中性子が含まれています。トリチウムという言葉はギリシャ語のtritosに由来します 、これは「3 番目」を意味します。
歴史
アーネスト・ラザフォード、マーク・オリファント、ポール・ハーテックは、最初にトリチウムを生産した。彼らは 1934 年に重水素のサンプルから同位体を得た。しかし、彼らはそれを分離することができませんでした。 Luis Alvarez と Robert Cornog は、1939 年にトリチウムを分離し、その放射能を記録しました。
トリチウム放射能
水素の他の 2 つの同位体、プロチウムと重水素は放射性ではありません。トリチウムの半減期は約 4500 日 (12.32 年) で、ベータ崩壊を経てヘリウム 3 になります。崩壊は、ある元素から別の元素への変換の一例です。反応は次のように表されます:
| 1 H | → | 2 彼 | + | e | + | νe |
このプロセスは 18.6 keV のエネルギーを放出します。崩壊によって放出されたベータ粒子は、約 6 mm の空気を通過できますが、人間の皮膚を貫通することはできません.
トリチウムの性質
プロチウムや重水素と同様に、トリチウムは水素の原子番号が 1 です。その通常の酸化状態は +1 です。ただし、その原子質量は 3.0160492 です。トリチウムはそれ自体または他の水素同位体と結合して T2 を形成します または H2 ガス。酸素と結合して、トリチウム水 (T2) と呼ばれる一種の重水を形成します。 O).
健康への影響
トリチウムは低エネルギーのベータ放出体であるため、外部から人や動物に危険を及ぼすことはありません。ただし、吸入、注射、摂取、または皮膚から吸収されると、放射線障害を引き起こします。ベータ曝露に関連する主な健康リスクは、がんのリスクの増加です。しかし、水素原子は回転率が高いため、トリチウム曝露の半分は 7 ～ 14 日以内に洗い流されます。
純粋なトリチウム水は、放射線の危険性があるだけでなく、トリチウムがプロチウムよりもはるかに大きく、トリチウム水は通常の水よりも密度が高いため、飲むのは安全ではありません.一言で言えば、それは生化学反応を混乱させます。自然水中のトリチウムのごくわずかな自然発生は、健康上のリスクをもたらしません。しかし、核施設から漏れたトリチウムや不適切に廃棄された照明は、水を汚染する可能性があります。いくつかの国では、飲料水中のトリチウムの法的制限が設けられています。米国では、制限は 740 Bg/l、つまり年間 4.0 ミリレムです。
トリチウムの使用
トリチウムにはいくつかの用途があります。時計、照準器、各種器具の放射性発光ライトとして使用されています。光るトリチウムバイアルには、ガスと蛍光体コーティングが含まれており、ジュエリーやキーチェーンに色付きの輝きをもたらします。同位体は貴重な放射性トレーサーです。トリチウムは、水とワインの放射性炭素年代測定に使用されます。重水素とともに、トリチウムは核兵器やエネルギー生産に使用されます。
トリチウム源
トリチウムは自然に発生し、合成されます。地球上では、天然のトリチウムは非常にまれです。宇宙線が大気中の窒素と相互作用して、炭素 12 とトリチウム原子を生成するときに形成されます。
トリチウムの合成にはいくつかの方法があります。重水減速材原子炉では、重水素が中性子を捕捉するとトリチウムが形成されます。原子炉内でリチウム 6 の中性子活性化を介して形成されます。ホウ素10に中性子を照射すると、少量のトリチウムが生成されます。ウラン 235、ウラン 233、およびプルトニウム 239 の核分裂は、10,000 回の核分裂イベントごとに約 1 原子の割合でトリチウムを生成します。
参考文献
- アルバレス、ルイス。コーノグ、ロバート（1939）。 「質量3のヘリウムと水素」。 フィジカル レビュー . 56 (6):613. doi:10.1103/PhysRev.56.613
- カウフマン、シェルドン。リビー、W.（1954）。 「トリチウムの自然分布」。 フィジカル レビュー . 93 (6):1337. doi:10.1103/PhysRev.93.1337
- Lucas, L. L. &Unterweger, M. P. (2000). 「トリチウム半減期の総合的レビューと批判的評価」。 国立標準技術研究所の研究ジャーナル . 105 (4):541. doi:10.6028/jres.105.043
- オリファント、ML。ハーテック、P。ラザフォード (1934)。 「重水素で観測された核変換効果」。 自然 . 133 (3359):413. doi:10.1038/133413a0
