Тритий как сделать
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 04.10.2024
Тритиевый ТВЭЛ — предмет, добавляемый экспериментальной версией модификации IndustrialCraft 2 . Удалён в новых версиях.
Получение [ ]
Может быть получен путём обогащения литиевого топливного стержня в ядерном реакторе. Не имеет никакого применения.
Реальность [ ]
В реальности тритий — радиоактивный изотоп водорода, который используется в водородных бомбах и использование которого планируется в термоядерных реакторах.
Материалы сообщества доступны в соответствии с условиями лицензии CC BY-NC-SA 3.0, если не указано иное.
Энергия реакций распада и синтеза в ядре атома давно нашла применение в науке и технике. Она используется в промышленности, оружии, геологии, на атомных электростанциях. Процессы ядерных реакций могут приносить как пользу, так и огромный вред. В статье речь пойдет о том, что это такое - тритий, как он добывается, о его использовании в атомной энергетике и какие опасности связаны с его применением.
Изотопы водорода
Прежде чем объяснить, что это такое тритий, необходимо познакомиться с понятием изотопа.
Атом любого вещества состоит из ядра и электронов (отрицательно заряженных частиц), движущихся по орбитам вокруг него. Ядро атома содержит положительно заряженные частицы - протоны, и частицы с нейтральным зарядом - нейтроны.
В обычном атоме число электронов и протонов совпадает, а вот количество нейтронов может отличаться. В этом случае элементы, имеющие разное число нейтронов в ядре, называются изотопами элемента.
Водород имеет заряд 1, то есть в нем содержится один электрон и один протон. Его изотопы - протий, дейтерий и тритий. Слово "протий" образовано от греческого слова "первый". Этот элемент имеет лишь один протон в ядре. По сути, он представляет собой привычный нам водород.
Дейтерий означает "второй". В его ядре имеется один протон и один нейтрон. А тритий переводится как "третий" и содержит в ядре опять же один протон, но два нейтрона.
Краткий ответ на вопрос "Тритий - что это такое?" выглядит так: это третий изотоп химического элемента водорода.
История открытия
Названия для изотопов 1Н и 2Н - протия и дейтерия - были предложены американским физиком Гарольдом Юри. Обнаружив существование дейтерия, ученые сразу предположили наличие третьего изотопа водорода, имеющего два нейтрона в ядре. Юри для исследований использовал метод спектрального анализа. Однако результатов он не дал. Оказалось, что концентрация трития слишком мала, чтобы его можно было обнаружить традиционными способами. В природе это вещество практически невозможно найти. Поэтому для исследований стали использоваться другие методы, например, масс-спектрометрия.
В 1934 году Эрнест Резерфорд сумел искусственно получить третий изотоп при помощи ядерных реакций. Само собой, название было выбрано заранее, и, по аналогии с протием и дейтерием, он стал называться тритием.
Свойства
В нормальных условиях физические свойства трития примерно такие же, как у обычного водорода. Он имеет газообразное состояние; вкус, запах и цвет отсутствуют. При понижении температуры до -250 °C он становится легкой бесцветной жидкостью. А при нагревании он напоминает снег.
Атомная масса трития равняется примерно 3 а.е.м.
Тритий является радиоактивным веществом. Период полураспада составляет 12 лет, что является очень удобным в исследованиях. Канал распада элемента - бета. Тритий превращается в изотоп гелий-3. При этом происходит испускание электронов и антинейтрино.
Дефект масс и энергия связи трития
Одним из ключевых в физике элементарных частиц является понятие энергии связи атомных ядер. Под энергией связи ядра трития понимают то количество энергии, которое необходимо, чтобы произошло расщепление его ядра на отдельные нуклоны. Поскольку ядра удерживаются так называемым сильным взаимодействием, требуется большое количество энергии, чтобы их расщепить.
Чтобы высчитать энергию связи ядра, необходимо знать массу субатомных частиц. Известно, что масса покоя ядра меньше суммарной массы нуклонов в его составе. Разницу между массами ядра и суммами его нуклонов называют дефектом масс.
Дефект массы трития, как и других ядер, рассчитывается по формуле:
Z - число протонов;
N - число нейтронов;
mp - масса протона;
mn - масса нейтрона;
Удельная энергия связи для элемента трития составляет 2 827,2 кэВ на нуклон.
Тритий в природе
Количество этого изотопа в природе является ничтожным. Связано это с его радиоактивностью, то есть нестабильностью ядра.
В природе он вырабатывается в основном в верхних слоях атмосферы. Его формирование осуществляется при сталкивании частиц космических лучей с ядрами атомов, например, азота. Поскольку тритий образуется в атмосфере, его источники на Земле - осадки (дождь и снег).
По подсчетам ученых, в чистом виде трития на Земле содержится едва ли более 1 кг. Поэтому его вырабатывают искусственно, в лабораторных условиях.
Производство трития
В настоящее время получение данного изотопа не представляет трудностей, но является чрезвычайно дорогостоящим процессом. Для изготовления одного килограмма вещества требуются затраты в размере 30 млн долларов.
В качестве сырья используют чаще всего литий. Реже - бериллий или бор. Литий подвергают нейтронному облучению на циклотроне. Затем его растворяют в воде, получая водород, в составе которого имеется тритий. Половина лития приходит в негодность в результате этого процесса и отравляется в утиль.
Для получения водорода с тритием из бериллия и бора их обрабатывают серной кислотой.
Еще одним способом получения изотопа является облучение тяжелой воды дейтронами. Тяжелая вода - вещество, образующееся из дейтерия (другое название - оксид дейтерия). После облучения такую воду подвергают электролизу и затем извлекают тритий.
В настоящее время элемент производится в основном на территории США, Канады и России.
Радиоактивность
Тритий является радиоактивным. При его распаде выделяется бета-излучение, представляющее собой поток электронов.
При внешнем облучении организма тритий не наносит серьезного вреда. Однако при попадании внутрь с водой, пищей или воздухом он может нанести существенный ущерб здоровью. Дело в том, что являясь изотопом водорода, тритий способен замещать его в химических соединениях. Таким образом, он попадает внутрь живых клеток и встраивается в их структуру. Это сказывается на генетической информации клетки.
Как было сказано, в природе тритий практически не встречается, поэтому едва ли может нанести вред живым организмам. Однако предприятия атомной промышленности становятся источником искусственной выработки этого изотопа. Атомные электростанции выбрасывают тритий в жидком и газообразном состоянии. Причина этого в том, что изотоп практически не фильтруется. В год на АЭС образуется до 4 кг трития. Результатом выбросов становится радиоактивное загрязнение почвы, воздуха и воды. Таким образом, он является потенциальным источником заражения живых организмов. Именно поэтому тритий был занесен в список контролируемых параметров при оценке качества питьевой воды.
Применение
Основное направление использования трития - атомная промышленность. Дело в том, что реакция слияния дейтерия и трития приводит к управляемому термоядерному синтезу. Энергия связи трития настолько велика, что в ходе термоядерных реакций вырабатывается в огромном количестве, в разы больше, чем при реакциях распада атомных ядер, поэтому управляемые термоядерные реакции могут стать главным источником энергии на Земле на многие годы. В связи с этим ученые в настоящее время работают над строительством термоядерного реактора, в котором процессы синтеза ядер происходили бы в крупных масштабах. Наиболее известный проект такого реактора - строящийся в настоящее время ITER (ИТЭР) во Франции.
Производство трития может успешно применяться для военных целей, например, при создании термоядерного оружия.
С использованием трития изготавливаются специальные светящиеся краски. Это обусловлено радиолюминесценцией - явлением свечения элемента при радиоактивном распаде. Светящиеся краски наносят на шкалы приборов, а также используются для изготовления брелоков и часов. Количество трития в них не настолько велико, чтобы нести угрозу для здоровья.
Тритий применяется в качестве индикатора химических реакций.
Наконец, этот изотоп используется для определения возраста объектов, которым не более 100 лет, например, вин.
Казуальщина. Вот в infitech 2 плазменный реактор сделать - это да.
как удалить пост?
Майнкрафт, 3:4, 228. Пиздец поколение растёт
Этапы развития женщин
Я лично для себя решила эту проблему раз и навсегда. Уволилась из медицины. Ушла со ставки фельдшера ковидной бригады. С меня хватит. Работаю визажистом два дня в неделю, максимум по 2 часа. За те же деньги, что и в бригаде. За то есть силы, время и желание жить.
Спасибо государству, очень быстро кончился мой энтузиазм. В медицину не вернусь. Простите меня, что стало на одного фельдшера меньше, но свою жизнь положить на благо нашей медицины я не готова.
Вот это поворот!
22 декабря прошлого года в овраге недалеко от села Прокудино Аткарского района Саратовской области обнаружили двух детей мальчика 8 лет и девочку 5 лет.
В момент обнаружения мальчик уже погиб, девочка осталась жива.
Как в последствии выяснилось, мать детей сначала душила детей шарфом, а потом вынесла их раздетых в овраг.
Об этом уже писали на Пикабу, но всплыли неожиданные факты, которые в корне меняют все отношение к этой истории.
По информации Телеграмм-канала "Семейный фронт", год назад отец этих детей, Александр Зайцев, обратился к юристу Владимиру Герасимову со следующей проблемой. Дети уже длительное время проживали с ним, но алименты он продолжал платить.
Отец детей хотел лишить мать родительских прав и прекратить выплату алиментов.
Насчет возможности лишения юрист сомневался, а вот за отмену алиментов он взялся.
Решено было действовать в два этапа. Этап первый - определение место жительства детей с отцом, поскольку они уже длительное время проживали с ним, а мамо где то болталась, данный шаг не вызывал беспокойства. Шаг второй - после определения места жительства отмена алиментов.
Но все пошло не так уже на первом шаге. Более того, за каким то хреном в процесс вмешалась прокуратура, хотя они не обязаны участвовать в процессах по определению места жительства детей при раздельном проживании родителей.
Результат - иск отклонен, место жительства детей определено с матерью. Детей у отца изъяли в июне.
Маманя долго время моталась с детьми по разным адресам, вывозила детей то в Саратов, то в Энгельс, то куда-то к знакомым.
А 22 декабря уже душила их шарфом и выкидывала тела в овраг.
Я очень надеюсь, что у сотрудников опеки и прокуратуры, которые участвовали в процессе, не испортился аппетит, они хорошо спят и вообще прекрасно себя чувствуют. Всем им благ и здоровья! Успехов на профессиональном поприще! Надо и дальше защищать права матерей, жизнь и здоровье детей!
Традиционные литиевые батареи уже не справляются с требованиями, предъявляемыми потребителями - мощность и долговечность слабоваты, многие приборы и электронные устройства нуждаются в работе без замены элементов питания десятилетиями, например спутники, метеозонды, медицинские импланты, поэтому в разных странах ведутся (и довольно успешно) разработки новых видов источников энергии. Встречайте: тритиевые батарейки.
Тритиевые батарейки в России
Тритиевые батарейки в США
С 2011 года в США начат выпуск батарей, имеющих срок службы 20 лет. Напряжение батарейки 3 вольта, ток разряда 16 наноампер, плавно снижающийся к концу срока службы до 5 наноампер. Батарейки предназначены для применений, где требуется максимально возможная продолжительность работы и достаточны малые токи. Источники тока предназначены для питания кардиостимуляторов и других имплантантов, могут быть полезны геологам и нефтяникам для обеспечения питания различных датчиков, расположенных на большой глубине. Они незаменимы при длительных подводных экспедициях и космических перелетах. Тритиевые батарейки могут использоваться военными для прицелов с подсветкой, малогабаритных индикаторов, а также множества других применений. С таким продолжительным сроком службы батарейка идеально подходит для использования в научных и промышленных целях.
В основе работы лежит естественный распад тяжелого изотопа водорода – трития. Исследования в области создания источников тока, использующих распад изотопов, велись с пятидесятых годов. Были проведены эксперименты с изотопами стронция, иттрия, никеля и других. Применение этих изотопов окончилось неудачей из-за разрушения внутренней структуры источника тока мощным излучением. Только применение трития, дающего мягкий поток электронов, смогло привести к созданию долговечного источника тока.
Тритий имеет период полураспада 12,26 года. В результатом распада является гелий-3, электроны и антинейтрино. Энергия электронов мала, поэтому они задерживаются обычными материалами: бумага, ткань одежды, материал резиновых перчатки. Специальные материалы, из которых изготовлен корпус тритиевых батареек, надежно задерживают поток электронов.
Тритий - очень редкий изотоп водорода. В промышленном масштабе тритий получают, облучая литий изотопом лития и нейтронами. Другая технология получения трития это переработка тяжелой воды – замедлителя ядерных реакторов. Испускаемое тритием излучение применяется в световых указателях с участием люминофоров. Используется как радиоактивный индикатор в биологии, медицине, геофизике. Тритий является компонентом топлива термоядерного синтеза. Изотоп не опасен для здоровья человека, испускаемая тритием радиация проходит в воздухе расстояние лишь несколько миллиметров.
Тритиевая батарейка P100 имеет максимальную мощность 75 нановатт. Положительным полюсом служит первый вывод корпуса микросхемы, отрицательным – вывод 15. Батарейки выпускаются в виде микросхем в корпусах LCC44 и LCC68. Существуют различные типы батареек, способные генерировать от 50 до 300 наноампер в течении 20 лет. Тритиевая батарейка является физическим источником тока. В отличии от химических внутри нее не происходит повышение давления, не содержится химически активных веществ, нет причин для разрушения корпуса. Конструкция батарейки может успешно противостоять механическим перегрузкам, которые могут разрушить обычную батарейку. Гелий, вырабатываемый в процессе работы батарейки не токсичен.
Тритиевые батареи в Украине
Источник электричества, созданный киевскими учеными под руководством Владислава Киселева, стал финалистом одного из самых престижных в Украине международных конкурсов научных проектов, который прошел в Киеве в конце 2016 года. Кандидат технических наук Владислав Киселев рассказал про свою тритиевую батарейку, рассчитанную на 12 лет работы.
Компания из США City Labs выпускает подобные, вот только сила тока этих батареек в тысячу раз меньше, чем нашей, — говорит ученый. - Я использовал природные свойства трития (один из изотопов водорода) излучать электроны. Тут нужно сказать, что некоторые радиоактивные вещества не опасны для человека, в их числе тритий. Он используется как в моей долгоживущей батарейке, так и в американской, в которой тритием покрыта солнечная батарея. На нее попадают электроны, за счет чего и вырабатывается ток. Я использовал вместо солнечной батареи электроимическую топливную ячейку. Благодаря этому моя батарея в тысячу раз более продуктивна, чем ее аналог из США. Эта батарейка не аккумулирует энергию, а производит ее. Срок работы батарейки — 12 лет — обусловлен периодом полураспада трития.
Когда можно будет купить тритиевую батарейку?
На данный момент новейшие разработки идут в первую очередь в военно промышленный комплекс. После укомплектованности ВПК со-временем пойдут и в гражданку но для переносных устройств с большими токами потребления батарея будет тяжеловата, судя по небольшой плотности энергии.
В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.
Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.
Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.
Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.
военка всегда для себя в первую очередь прибирала.. оттачивала технологию, доводила ее до практически нулевой стоимости, что приводило к устарению технологии.. на гражданке это потом стоит бешенных денег..)))) и это нормально.. основное население от военки отстает лет на 20..
Читайте также: