Structure, propriétés et utilisations du tritium



Le tritium est le nom donné à l'un des isotopes de l'élément chimique hydrogène, dont le symbole est généralement T ou 3H, bien qu'il soit aussi appelé hydrogène-3. Ceci est largement utilisé dans un grand nombre d'applications, notamment dans le domaine nucléaire.

Aussi dans les années 1930, il est originaire pour la première fois cet isotope, à partir d'un bombardement de particules de haute énergie (appelés deutérons) d'un autre isotope du même élément appelé deutérium, grâce à des scientifiques P. Harteck, ML Oliphant et E. Rutherford .

Ces chercheurs ont réussi à isoler le tritium malgré leurs essais, qui s'ont produit des résultats concrets dans les mains de Cornog et Alvarez, découvrant à son tour des qualités radioactives de cette substance.

Sur cette planète, la production de tritium est extrêmement rare dans la nature, et ne prend naissance que dans des proportions si faibles que l’on considère les traces au moyen d’interactions atmosphériques avec le rayonnement cosmique.

Index

  • 1 structure
    • 1.1 Quelques faits sur le tritium
  • 2 propriétés
  • 3 utilisations
  • 4 références

Structure

Lorsque l'on parle de la structure de la première chose que le tritium à noter est son noyau, possédant deux neutrons et un seul proton, ce qui donne une masse trois fois celle de l'hydrogène ordinaire.

Cet isotope possède des propriétés physiques et chimiques qui le distinguent des autres espèces isotopiques de l’hydrogène, malgré ses similitudes structurelles.

En plus d'avoir un poids ou une masse atomique d'environ 3 g, cette substance manifeste une radioactivité dont les caractéristiques cinétiques montrent une demi-vie d'environ 12,3 ans.

L'image supérieure compare les structures des trois isotopes connus de l'hydrogène, appelés protium (l'espèce la plus abondante), le deutérium et le tritium.

Les caractéristiques structurelles de tritium permettent coexistent avec de l'hydrogène et de deutérium dans l'eau à partir de la nature, dont la production est probablement due à l'interaction qui se produit entre le rayonnement cosmique d'origine et de l'azote atmosphérique.

En ce sens, dans les eaux d'origine naturelle, cette substance est présente dans une proportion de 10-18 en relation avec l'hydrogène ordinaire; c'est-à-dire une minuscule abondance qui ne peut être reconnue que comme une trace.

Quelques faits sur le tritium

Plusieurs méthodes de production du tritium ont été étudiées et utilisées en raison de leur intérêt scientifique élevé en raison des propriétés radioactives et de leur utilisation énergétique.

De cette façon, l'équation suivante montre la réaction générale par laquelle cet isotope est produit, à partir du bombardement d'atomes de deutérium avec des deutérons de haute énergie:

D + D → T + H

Elle peut également avoir lieu comme une réaction exothermique ou endothermique par un processus appelé activation neutronique de certains éléments (tels que le lithium ou le bore), et en fonction de l'article à traiter.

En plus de ces méthodes, peuvent rarement obtenir le tritium de la fission nucléaire, qui consiste à diviser le noyau d'un atome lourd considéré (dans ce cas, les isotopes d'uranium ou de plutonium) pour deux noyaux ou plus bas taille, produisant d'énormes quantités d'énergie.

Dans ce cas, l'obtention du tritium est donnée en tant que produit ou sous-produit collatéral, mais ce n'est pas l'objet de ce mécanisme.

À l'exception du procédé décrit précédemment, tous ces procédés de production de cette espèce isotopique sont réalisés dans des réacteurs nucléaires dans lesquels les conditions de chaque réaction sont contrôlées.

Propriétés

- Il produit une énorme quantité d'énergie quand il provient du deutérium.

- Présente les propriétés de la radioactivité, qui continue de susciter un intérêt scientifique dans les recherches sur la fusion nucléaire.

- Cet isotope est représenté sous sa forme moléculaire comme T2 o 3H2, dont le poids moléculaire est d'environ 6 g.

- Similaire au protium et au deutérium, cette substance a du mal à être confinée.

- Lorsque cette espèce est combinée à l’oxygène, un oxyde est produit (représenté par T2O) qui est dans la phase liquide et est communément appelé eau super-lourde.

- Il est capable d’expérimenter plus facilement la fusion avec d’autres espèces légères que l’hydrogène ordinaire.

- Il présente un danger pour l'environnement s'il est utilisé de manière massive, en particulier dans les réactions des processus de fusion.

- Il peut former avec l'oxygène une autre substance appelée eau semi-perméable (représentée par HTO), qui est également radioactive.

- Il est considéré comme un générateur de particules à faible énergie, appelé rayonnement bêta.

- Lorsqu'il y a eu des cas de consommation d'eau tritiée, on a observé que leur durée de vie moyenne dans le corps se maintenait entre 2,4 et 18 jours, excrétés plus tard.

Utilise

Parmi les applications du tritium figurent les processus liés aux réactions nucléaires. Voici une liste de ses utilisations les plus importantes:

- Dans le domaine de la radioluminescence, le tritium est utilisé pour produire des instruments permettant l'éclairage, en particulier la nuit, de différents appareils à usage commercial tels que les montres, les couteaux, les armes à feu, entre autres.

- Dans le domaine de la chimie nucléaire, des réactions de ce type sont utilisées comme source d'énergie dans la fabrication d'armes nucléaires et thermonucléaires, en plus d'être utilisées en combinaison avec le deutérium pour les processus de fusion nucléaire sous contrôle.

- Dans le domaine de la chimie analytique, cet isotope peut être utilisé dans le processus de marquage radioactif, où le tritium est placé dans une espèce ou une molécule spécifique et peut être suivi pour les études que vous souhaitez y pratiquer.

- Dans le cas de l’environnement biologique, le tritium est utilisé comme traceur de type transitoire dans les processus océaniques, ce qui permet d’étudier l’évolution des océans sur Terre dans les domaines physique, chimique et même biologique.

- Entre autres applications, cette espèce a été utilisée pour la fabrication d'une batterie atomique afin de produire de l'électricité.

Références

  1. Britannica, E. (s.f.). Tritium Récupéré de britannica.com
  2. PubChem. (s.f.) Tritium Récupéré de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (s.f.) Deutérium. Récupéré de en.wikipedia.org
  4. Chang, R. (2007). Chimie, neuvième édition. Mexique: McGraw-Hill.
  5. Vasaru, G. (1993). Séparation des isotopes du tritium. Récupéré de books.google.co.ve