Triti: diferència entre les revisions
Robot estandarditza i catalanitza referències, catalanitza dates i fa altres canvis menors |
Ampliació |
||
| Línia 39: | Línia 39: | ||
Tanmateix, Rutherford i el seu equip foren incapaços d'aïllar-lo. El primer a aïllar-lo fou el físic estatunidenc [[Luis Walter Álvarez|Luis Alvarez]], (1911-1988) qui deduí també que el triti havia de ser radioactiu. El químic estatunidenc [[Willard Frank Libby]] (1908-1980) i l'alemany [[Aristid von Grosse]] (1905-1985) demostraren que el triti està present a l'aigua natural, probablement produï–t per l'acció dels [[raigs còsmics]] sobre el nitrogen atmosfèric.<ref name=":0" /> També descobriren que el triti es podia fer servir per a la [[datació isotòpica]] de l'[[aigua]], i per extensió de mostres geològiques i de [[vi]]ns. |
Tanmateix, Rutherford i el seu equip foren incapaços d'aïllar-lo. El primer a aïllar-lo fou el físic estatunidenc [[Luis Walter Álvarez|Luis Alvarez]], (1911-1988) qui deduí també que el triti havia de ser radioactiu. El químic estatunidenc [[Willard Frank Libby]] (1908-1980) i l'alemany [[Aristid von Grosse]] (1905-1985) demostraren que el triti està present a l'aigua natural, probablement produï–t per l'acció dels [[raigs còsmics]] sobre el nitrogen atmosfèric.<ref name=":0" /> També descobriren que el triti es podia fer servir per a la [[datació isotòpica]] de l'[[aigua]], i per extensió de mostres geològiques i de [[vi]]ns. |
||
== Origen == |
== Origen natural == |
||
[[Fitxer:Tritium input.gif|miniatura|Triti present en la precipitació des del 1950. L'increment que s'observa al principi és degut a les proves d'armes nuclears.]] |
|||
El triti es forma de manera natural, per l'efecte dels [[raigs còsmics]] sobre l'[[Atmosfera terrestre|atmosfera]]. La reacció més important d'aquest procés natural, es dona quan un [[neutró]] ràpid que arriba de l'espai interacciona amb el [[Nitrogen-14|nitrogen 14]] a les capes altes de l'atmosfera i produeix nitrogen 15, que a continuació es desintegra en triti i [[carboni 12]]:<ref>{{Ref-llibre|edició=3. ed|títol=Chemical and isotopic groundwater hydrology|editorial=Dekker|data=2004|lloc=Nova York|isbn=978-0-8247-4704-6|nom=Emanuel|cognom=Mazor}}</ref> |
El triti es forma de manera natural, per l'efecte dels [[raigs còsmics]] sobre l'[[Atmosfera terrestre|atmosfera]]. Aquest triti format a l'atmosfera reacciona ràpidament per formar aigua tritiada <sup>3</sup>HHO, que precipita juntament amb l'aigua normal. La reacció més important d'aquest procés natural de formació del triti, es dona quan un [[neutró]] ràpid que arriba de l'espai interacciona amb el [[Nitrogen-14|nitrogen 14]] a les capes altes de l'atmosfera i produeix nitrogen 15, que a continuació es desintegra en triti i [[carboni 12]]:<ref>{{Ref-llibre|edició=3. ed|títol=Chemical and isotopic groundwater hydrology|editorial=Dekker|data=2004|lloc=Nova York|isbn=978-0-8247-4704-6|nom=Emanuel|cognom=Mazor}}</ref> |
||
<math display="block">{}^{14}_7\hbox{N}+{}^1\hbox{n} \to {}^{15}_7\hbox{N} \to{}^{12}_6\hbox{C}+{}^3_1\hbox{T}</math>[[Fitxer:Tritium Decay Scheme-de.svg|miniatura|Diagrama energètic del decaïment del triti en heli 3 per emissió d'una partícula β<sup>–</sup>.]]Altres reaccions que també es produeixen a l'atmosfera són: <sup>16</sup>O(''p'', <sup>3</sup>H)<sup>14</sup>O, <sup>14</sup>N(''p'', <sup>3</sup>H)<sup>12</sup>N, <sup>16</sup>O(''p'', <sup>3</sup>H)<sup>14</sup>O.<ref>{{Ref-llibre|títol=Nuclear geophysics: applications of hydrology, hydrogeology, engineering geology, agriculture and environmental science|editorial=Springer|data=2015|lloc=Cham|isbn=978-3-319-34516-1|nom=V. I.|cognom=Ferronskij}}</ref> |
<math display="block">{}^{14}_7\hbox{N}+{}^1\hbox{n} \to {}^{15}_7\hbox{N} \to{}^{12}_6\hbox{C}+{}^3_1\hbox{T}</math>[[Fitxer:Tritium Decay Scheme-de.svg|miniatura|Diagrama energètic del decaïment del triti en heli 3 per emissió d'una partícula β<sup>–</sup>.]]Altres reaccions que també es produeixen a l'atmosfera són: <sup>16</sup>O(''p'', <sup>3</sup>H)<sup>14</sup>O, <sup>14</sup>N(''p'', <sup>3</sup>H)<sup>12</sup>N, <sup>16</sup>O(''p'', <sup>3</sup>H)<sup>14</sup>O.<ref>{{Ref-llibre|títol=Nuclear geophysics: applications of hydrology, hydrogeology, engineering geology, agriculture and environmental science|editorial=Springer|data=2015|lloc=Cham|isbn=978-3-319-34516-1|nom=V. I.|cognom=Ferronskij}}</ref> |
||
| Línia 48: | Línia 49: | ||
<chem display="block">_1^3T -> _2^3He + _0^0e</chem> |
<chem display="block">_1^3T -> _2^3He + _0^0e</chem> |
||
La concentració de triti a l'atmosfera augmentà més de cent vegades quan començaren les proves d'armes termonuclears a l'[[atol de Bikini]] el març de 1954. Després de 1963, els nivells de triti de les precipitacions començaren a disminuir gradualment a causa de la [[Radioactivitat|desintegració radioactiva]] i el cessament de les proves d'armes nuclears atmosfèriques.<ref>{{Ref-llibre|títol=7.9 - Environmental Isotope Applications in Hydrologic Studies|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780080959757005106|editorial=Elsevier|data=2014-01-01|lloc=Oxford|isbn=978-0-08-098300-4|pàgines=273–327|doi=10.1016/b978-0-08-095975-7.00510-6|nom=C.|cognom=Kendall|nom2=D. H.|cognom2=Doctor|nom3=M. B.|cognom3=Young}}</ref> |
|||
| ⚫ | |||
== Obtenció == |
|||
A causa de la seva poca concentració natural, el triti s'ha de sintetitzar per a tot ús comercial. El triti es produeix com a producte de la [[fissió nuclear]] en proves d'[[Arma nuclear|armes nuclears]] i en [[Reactor nuclear|reactors nuclears]] amb un rendiment d'aproximadament 0,01-0,02 %. Altres fonts de triti als reactors nuclears d'aigua lleugera són l'activació del bor contingut en el refrigerant, així com l'activació del bor en les [[Barra de control|barres de control]] segons l'equació: |
|||
<math display="block">\mathrm{_5^{10}B + _0^1n} \longrightarrow \mathrm{_1^3T + 2 \ _2^4He}</math> |
|||
Un gran reactor nuclear comercial produeix uns 2 g de triti per any. Aquest triti s'incorpora generalment al [[combustible nuclear]] i al revestiment i no s'aprofita. Per a l'obtenció de triti s'empren reactors nuclears dissenyats per optimitzar la generació de triti i materials nuclears especials com el <sup>239</sup>Pu. La major part del triti es produeix per absorció de neutrons d'objectius de liti segons la reacció: |
|||
<math display="block">{}^6_3\hbox{Li}+{}^1\hbox{n}\to{}^4_2\hbox{He}+{}^3_1\hbox{T}</math> |
<math display="block">{}^6_3\hbox{Li}+{}^1\hbox{n}\to{}^4_2\hbox{He}+{}^3_1\hbox{T}</math> |
||
També es genera triti en reactors moderats per [[aigua pesant]], quan el [[deuteri]] captura un neutró, però és un procés minoritari que només és útil industrialment en reactors amb un gran flux de neutrons. El triti també es pot produir per [[captura neutrònica]] del [[bor|bor-10]]. |
|||
El liti es prepara en forma d'[[aliatge]] amb magnesi o alumini que reté gran part del triti fins que s'allibera mitjançant tractament amb àcid. Alternativament, el triti es pot produir mitjançant la irradiació de neutrons de fluorur de liti LiF enriquit a 450 °C en un buit i després es pot recuperar dels productes gasosos per difusió a través d'una barrera de pal·ladi. Com a resultat de la producció massiva de triti per a dispositius termonuclears i de la investigació sobre la producció d'energia mitjançant reaccions de fusió, el triti està disponible a un preu econòmic a escala megacurie amb finalitats pacífiques. La forma més convenient d'emmagatzemar el gas és fent-lo reaccionar amb urani finament dividit per donar UT<sub>3</sub> de la qual es pot alliberar escalfant per sobre de 400 °C.<ref>{{Ref-llibre|títol=3 - Hydrogen|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780750633659500092|editorial=Butterworth-Heinemann|data=1997-01-01|lloc=Oxford|isbn=978-0-7506-3365-9|pàgines=32–67|doi=10.1016/b978-0-7506-3365-9.50009-2}}</ref> |
|||
| ⚫ | |||
== Aplicacions == |
== Aplicacions == |
||
Revisió del 23:55, 4 feb 2024
 | |
| Noms alternatius | triti |
|---|---|
| Nombre màssic | 3 |
| Símbol | 3H |
| Neutrons | 2 |
| Protons | 1 |
| Abundància natural | traça |
| Semivida | 12,32 anys |
| Massa isotòpica | 3.0160492 |
| Espín | 1/2+ |
| Energia d'excés | 14949.794 |
| Energia d'enllaç | 8481.821 |
| Paritat | 1  |
| Productes de desintegració | [[heli-3|]] |
| Mode de desintegració | |
Emissió beta
| |
| Sèrie | |
← deuteri | |
El triti, T o 3H és un isòtop de l'hidrogen, constituït per un protó i dos neutrons. Hom el troba a l'aigua natural amb una abundància del 10–18 de la de l'hidrogen natural. La seva massa atòmica és ma = 3,016 049 u, essent el més pesant dels tres isòtops naturals de l'hidrogen. No és estable i té un període de semidesintegració de 12,32 anys transformant-se en heli 3 per emissió d'una partícula β–. El nom prové del grec τρίτος trítos ‘tercer’, per ser el tercer isòtop de l'hidrogen descobert.
A diferència de la resta d'elements químics, els isòtops de l'hidrogen s'anomenen d'una manera específica: així es parla de proti (H), fent referència a l'isòtop més comú, compost per un sol protó; de deuteri (D), isòtop que conté un protó, i un neutró; o de triti, que té un protó i dos neutrons.
Història
L'existència del triti fou predita el 1926 pel visionari estatunidenc Walter Russell (1871–1963) al seu llibre The Universal One, usant una taula periòdica espiral de la seva invenció. El 1934, el físic britànic Ernest Rutherford (1871-1937), treballant amb Mark Oliphant (1901-2000), metge australià, i Paul Harteck (1902-1985), fisicoquímic alemany, foren els primers a obtenir-lo bombardejant deuteri amb deuterons segons la reacció:[1]
Tanmateix, Rutherford i el seu equip foren incapaços d'aïllar-lo. El primer a aïllar-lo fou el físic estatunidenc Luis Alvarez, (1911-1988) qui deduí també que el triti havia de ser radioactiu. El químic estatunidenc Willard Frank Libby (1908-1980) i l'alemany Aristid von Grosse (1905-1985) demostraren que el triti està present a l'aigua natural, probablement produï–t per l'acció dels raigs còsmics sobre el nitrogen atmosfèric.[1] També descobriren que el triti es podia fer servir per a la datació isotòpica de l'aigua, i per extensió de mostres geològiques i de vins.
Origen natural
El triti es forma de manera natural, per l'efecte dels raigs còsmics sobre l'atmosfera. Aquest triti format a l'atmosfera reacciona ràpidament per formar aigua tritiada 3HHO, que precipita juntament amb l'aigua normal. La reacció més important d'aquest procés natural de formació del triti, es dona quan un neutró ràpid que arriba de l'espai interacciona amb el nitrogen 14 a les capes altes de l'atmosfera i produeix nitrogen 15, que a continuació es desintegra en triti i carboni 12:[2]
Altres reaccions que també es produeixen a l'atmosfera són: 16O(p, 3H)14O, 14N(p, 3H)12N, 16O(p, 3H)14O.[3]
Com que el triti té un període de semidesintegració relativament curt de 12,3 anys.[4], el triti produït a l'atmosfera no s'acumula durant períodes geològics i la seva abundància natural és negligible. Decau amb emissió d'una partícula β– i forma heli 3:
La concentració de triti a l'atmosfera augmentà més de cent vegades quan començaren les proves d'armes termonuclears a l'atol de Bikini el març de 1954. Després de 1963, els nivells de triti de les precipitacions començaren a disminuir gradualment a causa de la desintegració radioactiva i el cessament de les proves d'armes nuclears atmosfèriques.[5]
Obtenció
A causa de la seva poca concentració natural, el triti s'ha de sintetitzar per a tot ús comercial. El triti es produeix com a producte de la fissió nuclear en proves d'armes nuclears i en reactors nuclears amb un rendiment d'aproximadament 0,01-0,02 %. Altres fonts de triti als reactors nuclears d'aigua lleugera són l'activació del bor contingut en el refrigerant, així com l'activació del bor en les barres de control segons l'equació:
Un gran reactor nuclear comercial produeix uns 2 g de triti per any. Aquest triti s'incorpora generalment al combustible nuclear i al revestiment i no s'aprofita. Per a l'obtenció de triti s'empren reactors nuclears dissenyats per optimitzar la generació de triti i materials nuclears especials com el 239Pu. La major part del triti es produeix per absorció de neutrons d'objectius de liti segons la reacció:
El liti es prepara en forma d'aliatge amb magnesi o alumini que reté gran part del triti fins que s'allibera mitjançant tractament amb àcid. Alternativament, el triti es pot produir mitjançant la irradiació de neutrons de fluorur de liti LiF enriquit a 450 °C en un buit i després es pot recuperar dels productes gasosos per difusió a través d'una barrera de pal·ladi. Com a resultat de la producció massiva de triti per a dispositius termonuclears i de la investigació sobre la producció d'energia mitjançant reaccions de fusió, el triti està disponible a un preu econòmic a escala megacurie amb finalitats pacífiques. La forma més convenient d'emmagatzemar el gas és fent-lo reaccionar amb urani finament dividit per donar UT3 de la qual es pot alliberar escalfant per sobre de 400 °C.[6]
El triti també es pot produir en acceleradors bombardejant 3He amb neutrons, tot i que aquest enfocament no s'ha demostrat a gran escala. També se sintetitza de manera industrial, en reactors nuclears per activació neutrònica del liti-6.
Aplicacions
El triti, produït en reactors nuclears, s'utilitza per a construir bombes d'hidrogen. També és sovint usat com a marcador químic en laboratoris, i com a font de radiació en pintures lluminoses. Els electrons emesos per petites quantitats de triti, provoquen que el fòsfor brilli en la foscor. Això permet la construcció de dispositius auto il·luminats (trasers) utilitzats en rellotges i senyals d'emergència. En alguns països, s'usa per a fabricar clauers que brillen en la foscor. També s'utilitza en la indústria armamentística, per a millorar la visibilitat en visors per a fusells, on abans s'utilitzava el radi, actualment prohibit per provocar càncer d'os.
La timidina amb triti, s'usa en assaigs de proliferació cel·lular. Aquest nucleòsid s'incorpora en l'ADN de les cèl·lules a mesura que es replica durant la divisió cel·lular. L'èxit de la proliferació cel·lular, es pot determinar per la radioactivitat de la mostra.
Referències
 |
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Triti |
- ↑ 1,0 1,1 Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "tritium". Encyclopedia Britannica, 15 Dec. 2023, https://www.britannica.com/science/tritium. Accessed 2 February 2024.
- ↑ Mazor, Emanuel. Chemical and isotopic groundwater hydrology. 3. ed. Nova York: Dekker, 2004. ISBN 978-0-8247-4704-6.
- ↑ Ferronskij, V. I.. Nuclear geophysics: applications of hydrology, hydrogeology, engineering geology, agriculture and environmental science. Cham: Springer, 2015. ISBN 978-3-319-34516-1.
- ↑ Guillem Cortés Rossell. Radiaciones Ionizantes. Investigación y Ciencia. Maig 2011. p. 8.
- ↑ Kendall, C.; Doctor, D. H.; Young, M. B.. 7.9 - Environmental Isotope Applications in Hydrologic Studies. Oxford: Elsevier, 2014, p. 273–327. DOI 10.1016/b978-0-08-095975-7.00510-6. ISBN 978-0-08-098300-4.
- ↑ 3 - Hydrogen. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997, p. 32–67. DOI 10.1016/b978-0-7506-3365-9.50009-2. ISBN 978-0-7506-3365-9.