Три тий др греч τρίτος третий радиоактивный изотоп водорода Обозначается T или 3H Ядро трития состоит из протона и двух

Тритий
Тритий
Название, символ	Тритий, 3H
Альтернативные названия	сверхтяжёлый водород, T
Нейтронов	2
Свойства нуклида
Атомная масса	3,0160492777(25) а. е. м.
	14 949,8060(23) кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	2 827,266(1) кэВ
Период полураспада	12,32(2) года
Продукты распада	3He
Спин и чётность ядра	1/2+
β−	0,018591 МэВ
	Таблица нуклидов
	Медиафайлы на Викискладе

Три́тий (др.-греч. τρίτος «третий») — радиоактивный изотоп водорода. Обозначается T или ³H. Ядро трития состоит из протона и двух нейтронов, его называют .

В природе тритий образуется в верхних слоях атмосферы при соударении частиц космического излучения с ядрами атомов, например, азота. В процессе распада тритий превращается в ³He с испусканием электрона и (бета-распад), период полураспада — 12,32 года. Доступная энергия распада очень мала (18,59 кэВ), средняя энергия электронов 5,7 кэВ.

Тритий открыт английскими учёными Эрнестом Резерфордом, (Маркусом Олифантом) и Паулем Хартеком в 1934 году. Название для этого изотопа было предложено на случай открытия ещё до него, 15 июня 1933 года, (Юри), Мерфи и Брикведде в том же письме редактору научного журнала «The Journal of Chemical Physics», где они предложили названия для двух известных изотопов водорода — протия и дейтерия. Используется в биологии и химии как (радиоактивная метка), в экспериментах по исследованию свойств нейтрино, в термоядерном оружии как источник нейтронов и одновременно термоядерное горючее, в геологии для датирования природных вод. Промышленный тритий получают облучением (лития-6) нейтронами в ядерных реакторах по следующей реакции:

${}\mathrm {{}_{3}^{6}Li} +\mathrm {n} \rightarrow \mathrm {{}_{1}^{3}H} +\mathrm {{}_{2}^{4}He}$ .

Радиационная опасность трития

Тритий имеет период полураспада (12,32 ± 0,02) года. Реакция распада трития имеет следующий вид:

${}\mathrm {{}_{1}^{3}H} \rightarrow \mathrm {{}_{2}^{3}He^{1+}} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$ .

При этом выделяется 18,59 кэВ энергии, из них на электрон (бета-частицу) приходится в среднем 5,7 кэВ, а на электронное антинейтрино — оставшаяся часть. Образовавшиеся бета-частицы распространяются в воздухе всего на 6,0 мм и не могут преодолеть даже верхний слой кожи человека.

В силу малой энергии распада трития испускаемые электроны хорошо задерживаются даже простейшими преградами типа одежды или резиновых хирургических перчаток. Тем не менее, этот изотоп представляет радиационную опасность при вдыхании, поглощении с пищей, впитывании через кожу. Единичный случай употребления (тритиевой воды) не приводит к длительному накоплению трития в организме, так как его период полувыведения — от 7 до 14 дней.

Производство и потребность

По данным отчета ^[англ.] 1996 года, в США с 1955 года было произведено около 225 кг трития. В конце XX — начале XXI века наработка ведется на путём облучения TPBAR (англ. tritium-producing burnable absorber rods), планируется также использование (АЭС Секвойя). Переработку и выделение трития проводят на Tritium Extraction Facility, Саванна-Ривер.

В СССР и России тритий производился на реакторах АИ, АВ-3, ОК-180, ОК-190, РУСЛАН, Л-2; изотоп выделяется на заводе РТ-1 (ПО «Маяк»).

Значительные количества трития (до 2,5—3,5 кг) для гражданских применений производит Канада на 21 тяжеловодном реакторе. Выделение изотопа — компания «Онтарио Хайдро», Дарлингтон.

Мировая коммерческая потребность в тритии на 1995 год составляет ежегодно около 400 г, и ещё порядка 2 кг требовалось для поддержания ядерного арсенала США (7 кг для всех мировых военных потребителей). Около 4 кг трития в год образуется на АЭС, но не извлекается.

Большие количества трития потребуются для термоядерной энергетики: например, для запуска (ITER) потребуется как минимум около 3 кг трития, для запуска (DEMO) понадобится 4—10 кг. Гипотетический тритиевый реактор потреблял бы 56 кг трития на производство 1 ГВт·года электроэнергии, тогда как всемирные запасы трития на 2003 год составляли всего 18 кг.

По словам Яна Беранека, политика и активиста из организации «Гринпис» и чешской партии зелёных, в 2010 году производство одного килограмма трития обходилось в 30 млн долларов.

Применение

Тритиевый брелок, свечение в темноте (снимок с длительной выдержкой)

В 2012 году канадская фирма City Labs представила радиоизотопные генераторы электричества сверхмалой мощности на базе трития, способные питать различные микроэлектронные устройства, таких как (RFID)-метки, автономные датчики, медицинские имплантаты. При цене порядка 1000 долларов срок службы генератора составляет около 20 лет.

Тритий используется в (источниках подсветки) в военных и гражданских приборах.

Также используется для создания начальной ионизации в (ксеноновых дуговых лампах), некоторых (неоновых лампах), рассчитаных на низкое напряжение работы, разрядниках. Он добавляется в рабочую смесь газов газоразрядного прибора в небольших активностях (до 0,1 мкКи).

Применяется в (нейтронных генераторах) - мишень изготавливается из тритида титана, а сама трубка нейтронного генератора заполняется газообразным дейтерием.

Применяется в ядерном и термоядерном оружии, либо в виде дейтерий-тритиевой смеси (бустинг), нагнетаемой в сферическую полость (плутониевого) заряда, и в виде примеси к дейтериду лития (тритид лития) в термоядерной ступени. Реакция D + T является источником (быстрых нейтронов), вызывающих деление урана-238.

Огромное значение тритий имеет для (управляемого термоядерного синтеза).

См. также

Протий
Дейтерий
Тяжёлая вода
(Тритиевая вода)

Примечания

Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // (Nuclear Physics A). — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. // (Nuclear Physics A). — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.
(неопр.). Дата обращения: 23 ноября 2014. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014 года.
Urey H. C., Murphy G. M., Brickwedde F. G. A Name and Symbol for H^2* (англ.) // (Journal of Chemical Physics) : journal. — 1933. — Vol. 1. — P. 512—513. — doi:10.1063/1.1749325.
Dan O'Leary. The deeds to deuterium (англ.) // (Nature Chemistry) : journal. — 2012. — Vol. 4. — P. 236. — doi:10.1038/nchem.1273.
(неопр.). ehso.emory.edu. Дата обращения: 12 июля 2014. Архивировано из оригинала 20 мая 2013 года.
Backgrounder on Tritium, Radiation Protection Limits, and Drinking Water Standards (англ.). U.S.NRC (февраль 2011). Дата обращения: 5 октября 2012. Архивировано 14 октября 2012 года.
R. V. Osborne. Review of the Greenpeace report: «Tritium Hazard Report: Pollution and Radiation Risk from Canadian Nuclear Facilities» (англ.) (pdf). Canadian Nuclear Association (август 2007). Дата обращения: 5 октября 2012. Архивировано 14 октября 2012 года.
Hisham Zerriffi. Tritium: The environmental, health, budgetary, and strategic effects of the Department of Energy's decision to produce tritium (англ.). ^[англ.] (январь 1996). Дата обращения: 15 сентября 2010. 26 декабря 2018 года. полный текст от 13 ноября 2013 на Wayback Machine
Михаил Сторожевой. Третируемый тритий (неопр.). ATOMINFO.RU (28 октября 2010). Дата обращения: 13 ноября 2013. 13 ноября 2013 года.
(неопр.). Стратегическое ядерное вооружение СССР и России. Дата обращения: 13 ноября 2013. Архивировано из оригинала 13 ноября 2013 года.
Бекман. 6. РЕАКТОРЫ ДЛЯ НАРАБОТКИ ТРИТИЯ (неопр.). Дата обращения: 13 ноября 2013. 13 ноября 2013 года.
Martin В. Kalinowski, Lars С. Colschen International Control of Tritium to Prevent Horizontal Proliferation and to Foster Nuclear Disarmament от 13 ноября 2013 на Wayback Machine // Science & Global Security, 1994, vol. 5, рр. 131—203
Hisham Zerriffi. Tritium: The environmental, health, budgetary, and strategic effects of the Department of Energy’s decision to produce tritium (англ.). Institute for Energy and Environmental Research (1996). Дата обращения: 13 ноября 2013. 19 октября 2014 года.
International Control of Tritium for Nuclear Nonproliferation and Disarmament от 20 января 2019 на Wayback Machine, CRC Press, 2004, page 15
Tritium Supply Considerations от 11 октября 2010 на Wayback Machine, LANL, 2003. «ITER startup inventory estimated to be ~3 Kg»
Alasdair Cros. Is fusion power really viable? (англ.) (5 марта 2010). Дата обращения: 19 января 2019. 26 сентября 2015 года.BBC News — Is fusion power really viable? от 26 сентября 2015 на Wayback Machine
Незаменимые батарейки: Сила трития (неопр.). Журнал «(Популярная Механика)» (27 августа 2012). — «Размерами с фалангу пальца, они используют радиоактивный распад для производства электричества – в небольших количествах, зато непрерывно в течение минимум лет двадцати. … цена остается пока на уровне 1000 долларов». Дата обращения: 13 ноября 2013. 13 ноября 2013 года.

Ссылки

[AME2003-1] Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // (Nuclear Physics A). — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.

[Nubase2003-2] Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. // (Nuclear Physics A). — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.

[3] (неопр.). Дата обращения: 23 ноября 2014. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014 года.

[4] Urey H. C., Murphy G. M., Brickwedde F. G. A Name and Symbol for H^2* (англ.) // (Journal of Chemical Physics) : journal. — 1933. — Vol. 1. — P. 512—513. — doi:10.1063/1.1749325.

[5] Dan O'Leary. The deeds to deuterium (англ.) // (Nature Chemistry) : journal. — 2012. — Vol. 4. — P. 236. — doi:10.1038/nchem.1273.

[6] (неопр.). ehso.emory.edu. Дата обращения: 12 июля 2014. Архивировано из оригинала 20 мая 2013 года.

[7] Backgrounder on Tritium, Radiation Protection Limits, and Drinking Water Standards (англ.). U.S.NRC (февраль 2011). Дата обращения: 5 октября 2012. Архивировано 14 октября 2012 года.

[8] R. V. Osborne. Review of the Greenpeace report: «Tritium Hazard Report: Pollution and Radiation Risk from Canadian Nuclear Facilities» (англ.) (pdf). Canadian Nuclear Association (август 2007). Дата обращения: 5 октября 2012. Архивировано 14 октября 2012 года.

[ieer-9] Hisham Zerriffi. Tritium: The environmental, health, budgetary, and strategic effects of the Department of Energy's decision to produce tritium (англ.). ^[англ.] (январь 1996). Дата обращения: 15 сентября 2010. 26 декабря 2018 года. полный текст от 13 ноября 2013 на Wayback Machine

[10] Михаил Сторожевой. Третируемый тритий (неопр.). ATOMINFO.RU (28 октября 2010). Дата обращения: 13 ноября 2013. 13 ноября 2013 года.

[11] (неопр.). Стратегическое ядерное вооружение СССР и России. Дата обращения: 13 ноября 2013. Архивировано из оригинала 13 ноября 2013 года.

[12] Бекман. 6. РЕАКТОРЫ ДЛЯ НАРАБОТКИ ТРИТИЯ (неопр.). Дата обращения: 13 ноября 2013. 13 ноября 2013 года.

[kalinowski95-13] Martin В. Kalinowski, Lars С. Colschen International Control of Tritium to Prevent Horizontal Proliferation and to Foster Nuclear Disarmament от 13 ноября 2013 на Wayback Machine // Science & Global Security, 1994, vol. 5, рр. 131—203

[14] Hisham Zerriffi. Tritium: The environmental, health, budgetary, and strategic effects of the Department of Energy’s decision to produce tritium (англ.). Institute for Energy and Environmental Research (1996). Дата обращения: 13 ноября 2013. 19 октября 2014 года.

[15] International Control of Tritium for Nuclear Nonproliferation and Disarmament от 20 января 2019 на Wayback Machine, CRC Press, 2004, page 15

[lanl03-16] Tritium Supply Considerations от 11 октября 2010 на Wayback Machine, LANL, 2003. «ITER startup inventory estimated to be ~3 Kg»

[17] Alasdair Cros. Is fusion power really viable? (англ.) (5 марта 2010). Дата обращения: 19 января 2019. 26 сентября 2015 года.BBC News — Is fusion power really viable? от 26 сентября 2015 на Wayback Machine

[18] Незаменимые батарейки: Сила трития (неопр.). Журнал «(Популярная Механика)» (27 августа 2012). — «Размерами с фалангу пальца, они используют радиоактивный распад для производства электричества – в небольших количествах, зато непрерывно в течение минимум лет двадцати. … цена остается пока на уровне 1000 долларов». Дата обращения: 13 ноября 2013. 13 ноября 2013 года.