氚核(triton)是由一个质子和两个中子组成的原子核。氢的一种同位素原子核。结合能是8.481,821兆电子伏。它是β放射性的核素,半衰期为3.87×10秒。氚核与其他核素,如氘核发生反应发射中子的阈能低,截面大,产生的中子能量高。因此,可用作中子源的材料或核聚变的燃料。自然界中存在极微,从核反应中制得,主要用于热核反应。
中文名称 | 氚核 | 外文名称 | triton |
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性 质 | 氢的一种同位素原子核 | 半衰期 | 3.87×108秒 |
结合能 | 8.481,821兆电子伏 |
氢有三种同位素:H(氕)、H(氘)、H(氚),平时见到的氢以H为主,含少量H;氦也有He(氦3)和He(氦4)两种同位素,He不稳定,一般见到的是He。
氢聚变为氦的反应可以有多种形式:
4个H聚变为一个He;
2个H变为一个He;
H + H = He + n
还有其它的形式,上面只是简单的说明,其实聚变过程中还有其它粒子产生。
总之要聚变成He,至少要有4个核子(质子或中子),因为质子和中子在一定条件下可以互相转化。如果聚变中的核子超过4个了,多余的通常会以中子形式释放出来。
可以仔细研究He的核质量,以及中子、质子的质量,会发现由两个质子加两个中子组成的He核,比两个自由质子及两个自由中子质量之和要小,此即质量亏损的来源,核聚变的巨大能量就来源于这个质量之差。
还可以理解为聚变后,每个质子和中子的质量都减小了。正如当一人从高处跳到地面,如果释放的能量通过辐射发散到外太空,可以发现那个人的质量有微小的下降。
用中子轰击锂可产生氚。
氚是元素氢的一种放射性同位素 。符号简写为H,氚还有专用符号T。其原子核由一个质子和二个中子组成。氚的拉丁文名为tritium,意为"第三"又称超重氢。氚的质量数为3,在天然氢中,氚的含量为10-15%。1934年,英国E·卢瑟福等人在加速器上用加速的氘核轰击氘靶,通过核反应发现氚,美国W·洛齐尔等证实重水中存在氚,1939年美国L·阿耳瓦雷兹等证明氚有放射性。但是由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子,不会穿透人体,因此只有大量吸入氚才会对人体有害。氚会发射β射线而衰变成氦3(He),半衰期为12.5年。
H→He+e
自然界的氚是宇宙射线与上层大气间作用,通过核反应生成的。氚的性质与氢很相似。
利用反应堆的中子,采用氟化锂、碳酸锂或锂镁合金做靶材,能大量生产氚:
Li + n→He +H ,然后利用热扩散法,使氚富集至99%以上。氚主要用于热核武器、科学研究中的标记化合物,制作发光氚管,还可能成为热核聚变反应的原料。
氚可与氧化合成氧化氚,即超重水。除氕氘氚外,氢还有两种同位素:氢四(H)和氢五(H),这两种同位素都不稳定,在自然界中极少。
用太阳能板包住氚气发光管
氚电池是指内含少量氚元素的一类电池。世界上首个氚电池由美国佛罗里达州City Labs实验室研制成功,名为Nano Tritium。 2 &...
氚电池[1]是指内含少量氚元素的一类电池。世界上首个氚电池由美国佛罗里达州City Labs实验室研制成功,名为NanoTritium。氚是氢的同位素之一,具有放射性,包含有两个中子和一个质子,它的原...
本工作对于氚在不锈钢表面的吸附和解吸行为进行了初步研究。样品在n(D):n(T)=1:1,230℃时,15MPa下恒温8h后,接着在27MPa下恒温6h的情况下进行了氚的吸附,测量了室温下和加热到1173K时的解吸氚量和总吸附量。其结果如下:不锈钢的总吸附氚量是857.4MBq·cm~(-2),不锈钢的解吸氚量是722.2MBq·cm~(-2);在本实验的条件下,在室温和加热条件下,不锈钢所释放的氚中,化学成分主要是HTO和HT两部分,大部分以HT形式存在;不锈钢的自由氚占吸附总氚量的7.34%;不锈钢的热解吸谱存在三个解吸峰,其解吸温度分别为439、530和843K。
针对退役氚污染不锈钢管道材质中氚的存在状况,对残留在管道壁中氚的去除技术进行了研究,在此基础上研制了一套退役氚污染不锈钢管道除氚实验装置,对其除氚性能进行了验证。结果表明,研制的不锈钢管道除氚实验装置对氚污染大于106 Bq/kg的不锈钢中氚的去污因子大于103。
如果光子的能量特别高,其波长和原子核的直径相当,则可以发生各种核反应。和光电效应极其类似的过程是,在原子核吸收了光子能量后,发射出质子或中子。更复杂的一些相互作用是发射出较重的粒子(α粒子、氘核、氚核),或许多个粒子,造成核的光裂变。
参考书目
A. L. Hughes and L. A. DuBridge, Photoelectric Phenomena,McGraw-Hill, New York, 1932.
利用反应堆的中子,采用氟化锂、碳酸锂或锂镁合金做靶材,能大量生产氚:
Li+n→4He+H3然后利用热扩散法,使氚富集至99%以上。氚主要用于热核武器、科学研究中的标记化合物,制作发光氚管,还可能成为热核聚变反应的原料。
在地球的自然界中,相比一般的氢气,氚的含量极少。氚的产生是当宇宙射线所带的高能量中子击氘核,其氘核与中子结合为氚核。氚与氘一样,都是制造氢弹的原料。