10 interessante feiten over radioactief tritium

Tritium is de radioactieve isotoop van het element waterstof. Het heeft veel nuttige toepassingen. Hier zijn enkele interessante feiten over tritium:

1. Tritium is ook bekend als waterstof-3 en heeft een elementensymbool T of ³H. De kern van een tritiumatoom wordt een triton genoemd en bestaat uit drie deeltjes: een proton en twee neutronen. Het woord tritium komt uit het Grieks, het woord "tritos", wat "derde" betekent. De andere twee isotopen van waterstof zijn protium (meest voorkomende vorm) en deuterium.
2. Tritium heeft een atoomnummer van 1, net als andere waterstofisotopen, maar het heeft een massa van ongeveer 3 (3.016).
3. Tritium vervalt via bèta-deeltjesemissie, met een halfwaardetijd van 12,3 jaar. Het bèta-verval geeft 18 keV energie af, waarbij tritium in helium-3 en een bèta-deeltje vervalt. Terwijl het neutron verandert in een proton, verandert de waterstof in helium. Dit is een voorbeeld van de natuurlijke transmutatie van het ene element in het andere.
4. Ernest Rutherford was de eerste persoon die tritium produceerde. Rutherford, Mark Oliphant en Paul Harteck bereidden tritium uit deuterium in 1934 maar konden het niet isoleren. Luis Alvarez en Robert Cornog beseften dat tritium radioactief was en isoleerden het element met succes.
5. Sporenhoeveelheden tritium komen van nature op aarde voor wanneer kosmische straling in wisselwerking staat met de atmosfeer. Het meeste beschikbare tritium wordt gemaakt via neutronenactivering van lithium-6 in een kernreactor. Tritium wordt ook geproduceerd door kernsplijting van uranium-235, uranium-233 en polonium-239. In de Verenigde Staten wordt tritium geproduceerd in een nucleaire faciliteit in Savannah, Georgia. Ten tijde van een in 1996 uitgebracht rapport was er in de Verenigde Staten slechts 225 kilogram tritium geproduceerd.
6. Tritium kan bestaan ​​als een reukloos en kleurloos gas, zoals gewone waterstof, maar het element wordt voornamelijk in vloeibare vorm aangetroffen als onderdeel van getritieerd water of T₂O, een vorm van zwaar water.
7. Een tritiumatoom heeft dezelfde +1 netto elektrische lading als elk ander waterstofatoom, maar tritium gedraagt ​​zich anders dan de andere isotopen in chemische reacties omdat de neutronen een sterkere aantrekkelijke nucleaire kracht produceren wanneer een ander atoom in de buurt wordt gebracht. Bijgevolg is tritium beter in staat te fuseren met lichtere atomen om zwaardere te vormen.
8. Externe blootstelling aan tritiumgas of getritieerd water is niet erg gevaarlijk omdat tritium een ​​zodanig laag bètadeeltje met lage energie uitstoot dat de straling de huid niet kan binnendringen. Tritium vormt echter wel enkele gezondheidsrisico's als het wordt ingeslikt, ingeademd of het lichaam binnenkomt via een open wond of injectie. De biologische halfwaardetijd varieert van ongeveer 7 tot 14 dagen, dus bioaccumulatie van tritium is geen belangrijke zorg. Omdat bèta-deeltjes een vorm van ioniserende straling zijn, zou het verwachte gezondheidseffect van interne blootstelling aan tritium een ​​verhoogd risico zijn op het ontwikkelen van kanker.
9. Tritium wordt op vele manieren gebruikt, waaronder zelfaangedreven verlichting, als component in kernwapens, als radioactief label in laboratoriumonderzoek, als tracer voor biologische en milieustudies en voor gecontroleerde kernfusie.
10. Hoge niveaus van tritium werden in het milieu vrijgegeven door kernwapenproeven in de jaren vijftig en zestig. Voorafgaand aan de tests werd geschat dat er slechts 3 tot 4 kilogram tritium op het aardoppervlak aanwezig was. Na het testen stegen de niveaus met 200-300%. Veel van dit tritium gecombineerd met zuurstof om getritieerd water te vormen. Een interessant gevolg is dat het getritieerde water kan worden getraceerd en kan worden gebruikt als hulpmiddel om de hydrologische cyclus te volgen en oceaanstromen in kaart te brengen.

bronnen

Jenkins, William J. et al, 1996: "Transient Tracers Track Ocean Climate Signals" Oceanus, Woods Hole Oceanographic Institution.

Zerriffi, Hisham (januari 1996). "Tritium: de milieu-, gezondheids-, budgettaire en strategische effecten van het besluit van het Department of Energy om tritium te produceren". Instituut voor energie- en milieuonderzoek.