Tritium

Tritium of waterstof-3 is 'n isotoop van waterstof wat 3 nukleone bevat – 1 proton en 2 neutrone. Dit word ook soos volg geskryf: ³₁H of slegs ³H of T. Sy kern word 'n triton genoem.

Eienskappe

Algemeen
Naam	Tritium
Protone	1
Neutrone	2
Kernspin	½
Massa-oorskot	+14949,8060 keV[1]
Status
Status	kunsmatig radioaktief
Halfleeftyd	12,323 j[2]
Vervalvorm	β-[1]
Relatiewe voorkoms	'n Spoor in die atmosfeer.
Navigasie
10n 21H 32He ${\displaystyle \nwarrow }$${\displaystyle \uparrow }$${\displaystyle \nearrow }$ ${\displaystyle \leftarrow }$31H${\displaystyle \rightarrow }$ 42He ${\displaystyle \swarrow }$${\displaystyle \downarrow }$${\displaystyle \searrow }$
Lys van isotope
Portaal Chemie
Portaal Fisika

Aanwesigheid

Tritium kan in die atmosfeer kosmogeen vervaardig word en daar was voor 1945 'n uiters klein natuurlike aanwesigheid in die atmosfeer. Wat nou in die atmosfeer aangetref word is egter die produk van proewe met kernwapens wat in die atmosfeer gehou is of uitstoot uit kernreaktors.

Die kosmogene vorming is hoofsaaklik die gevolg van reaksie van stikstof en neutrone met hoë energie:

${\displaystyle ^{14}N+n\to \ ^{12}C+\ ^{3}H-4,3\ MeV}$

${\displaystyle ^{14}N+n\to 3\ ^{4}He+\ ^{3}H-11,5\ MeV}$

Sedert die Verdrag vir 'n Verbod op Kerntoetse in 1963 het die konsentrasie tritium begin afneem.

Die totale aanwesigheid op aarde is nou sowat 3*10¹⁸ Bq (ongeveer 50 kg.) Elke kernreaktor stel ongeveer 10¹⁴ Bq per jaar vry.^[2] Kernreaktore waar kernsplyting plaasvind lewer tritium deur twee soorte prosesse.^[3]

1. Reaksie van die gelewerde neutrone met ligte isotope soos deuterium, litium-6, berillium-9, boor-11 wat in die reaktor aanwesig is.
2. Ternêrne splyting

Die meeste splyting van isotope soos uraan-235 is binêr: die kern splyt in twee ongelyke dele en 'n paar neutrone. Splyting kan soms ook drie dele oplewer en een daarvan kan tritium wees. Byvoorbeeld: ^[4]

${\displaystyle {\ce {^{235}_{92}U\ +_{0}^{1}n_{th}\to _{54}^{140}Xe\ +_{37}^{91}Rb\ +_{1}^{3}H\ +2_{0}^{1}n\ +Q}}}$

Isotoop	Neutrone	T per 104 splytings
Uraan-235	Termies (0,025 eV)	0,85 0,92
Plutonium-239	Termies	1,85 1,64
Plutonium-241	Termies	2,6
Uraan-235	Vinnig (1,0 MeV)	2,2
Uraan-238	Vinnig	1,4 2,3

Kernfusie

Tritium word as 'n moontlike bron van brandstof vir kernfusie beskou. Die gewenste reaksie is:^[2]

${\displaystyle ^{2}H+\ ^{3}H\to \ ^{4}He(3,5\ MeV)+n(14,1\ MeV)}$

Verval

Verval

Tritium is radioaktief en vertoon betaverval.

${\displaystyle ^{3}H\to {^{3}He}+e^{-}}$

Dit beteken dat dit elektrone vrystel. Hulle het 'n maksimum-energie van 18,54 keV wat die laagste waarde van alle betastralers verteenwoordig. Hierdie 'sagte' straling dring net 0,5 – 6 mm deur in lug en in water is dit net 6 μm. Daar word geen gammastraling vrygestel nie. Dit wil sê dat tritiumstraling maklik afgeskerm kan word.^[5] Tritium word net gevaarlik indien dit ingesluk of ingeasem word. Ongelukkig word tritium opgeneem in die biologiese kringlope omdat dit chemies net waterstof is.

Fukushima

Tritium is 'n groot probleem vir die Japanse Fukushima-Daiichi-kernaanleg wat deur 'n tsoenami getref is in Maart 2011. Daar is amper 'n miljoen ton radioaktief besoedelde water. Die meeste radionukliede is daaruit deur ioonuitwisseling verwyder, maar tritium kan nie uit die water gehaal word nie.^[6]

Kyk ook

• Waterstof, Protium (¹₁H)
• Deuterium (²₁H).

Verwysings

1. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A.H. Wapstra IUPAC
2. Tritium: Fuel of Fusion Reactors Tetsuo Tanabe Springer, 2016, ISBN 4431564608, ISBN 9784431564607
3. Safety in Tritium Handling Technology F. Mannone Commission of the European Communities Springer Science & Business Media, 1993, ISBN 0792325117, ISBN 9780792325116
4. Physics for Radiation Protection: A Handbook James E. Martin John Wiley & Sons, 2006, ISBN 3527406115, ISBN 9783527406111
5. Safety in Tritium Handling Technology F. Mannone, Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 9401119104, ISBN 9789401119108
6. Beiser, Vince. "Fukushima's Other Big Problem: A Million Tons of Radioactive Water". Wired. Besoek op 23 September 2020.