Deuterio ir tričio paruošimas. Vandenilio izotopai: savybės, charakteristikos ir pritaikymas

Manau, kad tie vaikai, kurie šiandien dar tik mokosi šliaužioti, sulauks prasmingo amžiaus, kad galėtų su susižavėjimu žiūrėti transliacijas iš pirmųjų ITER startų. O šiandien kalbėsime apie kurą, kurio reikia termobranduoliniams reaktoriams, futuristinę Rusijos ateitį ir mūsų Mėnulio programą.

Koks ryšys? Išsiaiškinkime.

Prisiminkime

Termobranduoliniame reaktoriuje vyksta sintezės reakcija, t.y. Lengvieji atominiai branduoliai dėl šildymo įsibėgėja ir susijungia į sunkesnį atominį branduolį. Ryšio metu išsiskiria energijos jūra, kurios vardan viskas ir pradedama.

Projektuojant termobranduolinį reaktorių kyla daug sunkumų, tačiau jie sprendžiami. Prancūzijoje jungtinės kelių šalių, tarp jų ir Rusijos, pajėgos jau pradėjo minėto ITER statybas. Bet aš jau rašiau apie jį.

Vienas iš sunkumų komerciškai paleidžiant branduolių sintezės reaktorių yra kuras. Planuojama pasinaudoti įvairiais variantais.

Deuteris + tritis

Tai yra lengviausias būdas užtikrinti, kad reakcija vyktų. Deuteris yra sunkusis vandenilis. Gauti tai nėra problema. Vien vandenyje jo yra dešimtys milijardų tonų.Imkime vandens. Iš jo gauname sunkų vandenį, o paskui deuterį. Jo gamyba žemėje šiuo metu yra dešimtys tūkstančių tonų per metus. Mes galime tai padaryti.

Su tričiu sunkiau. Tritis yra labai sunkus vandenilis. Susidaro aukštuose atmosferos sluoksniuose, kai kosminės spinduliuotės dalelės susiduria su atomo branduoliais. Kaip supranti, jo ten nedaug susidaro, o aukštyje sugauti neįmanoma.

Todėl tritis gaminamas žemėje branduoliniuose reaktoriuose. Įsivaizduokite, nuo 1955 iki 1999 m., pavyzdžiui, JAV buvo gauti 225 kg.

Mūsų reaktoriai taip pat gali tai padaryti. Vienas kilogramas šio džiaugsmo kainuoja beveik 2 milijardus rublių.Puiki investicija? Tačiau taip nebuvo.

Problema ta, kad tričio pusinės eliminacijos laikas yra šiek tiek daugiau nei 12 metų. Tai reiškia, kad po 12 metų nuo 1 kg. Liks tik pusė kilogramo tričio. Ne pats geriausias būdas laikyti pinigus.Tik vienam ITER paleidimui reikės 3 kg. Paleisti naujos kartos termobranduolinį reaktorių DEMO - 4-10 kg. O pasaulyje dabar tik 18 kg. šis gėris.

Taip, ir aš skubu jus pamaloninti: veikiantis termobranduolinis reaktorius su gigavatų elektros energijos generuojančia jėgaine kiekvieniems gigavat* metams sunaudos 56 kg (!) tričio.

Kur galiu gauti tiek daug? Taip, termobranduolinė energija nėra pigi veikla.

Elegantiškas sprendimas

Jau termobranduolinė instaliacija DEMO turės gaminti tritį savo reikmėms ir dar daugiau kitiems reaktoriams. Tiesą sakant, tai yra vienas iš DEMO tikslų – įrodyti, kad reaktorius gali aprūpinti save tričiu ir gaminti perteklių. Kaip tai?

Termobranduolinės sintezės metu deuteris ir tritis gamina helio branduolį ir didelės energijos neutroną. Tas pats neutronas, besiveržiantis greičiau už vėją, turi palikti elektromagnetinę kamerą ir atsitrenkti į metro ilgio ličio apvalkalą. Kai neutronas susiduria su ličio branduoliu, atsiras tritis.

Na, mes niekada neturėjome problemų su ličiu. Visi, kurie domisi, kaip jis kasamas, gali pasižiūrėti.

Na, o jei ne?

O jeigu tričio negalima pagaminti didesniais kiekiais, nei reikia pačiai stočiai? Ką daryti, jei išvesties tūris yra labai mažas?Termobranduolinė stotis nėra burtų lazdelė: viena pastatyta ir viskas, energijos vartojimo problema išspręsta. Jų reikės statyti daug visoje planetoje.

Tačiau jei nesate patenkinti vien tričiu, galite naudoti helio-3.

Deuteris + helis-3

Itin sudėtinga reakcija, esanti ant galimų ribų. Ir viskas dėl neįsivaizduojamai aukštos plazmos temperatūros, kurią reikia pasiekti. Bet kas sakė, kad bus lengva?

Išėjime, sujungiant deuterio ir helio 3 atomus, gaunamas helis 4, protonas ir 18,4 MeV.

Mes išsprendėme problemą su deuteriu. Tačiau su heliu yra 3 problemos.Gamtoje jis randamas mantijoje nuo pat žemės sukūrimo. Į atmosferą jis patenka per ugnikalnius ir visokius gedimus.Mes dar nežinome, kaip ką nors išgauti iš mantijos, o atmosferoje yra tiek mažai helio 3, kad tai yra pražūtinga užduotis.Jis turi būti gaunamas dirbtinai, pavyzdžiui, skaidant tritį.

O čia tritis?! Ne, jei tai būtų vienintelė galimybė, Helium 3 nekainuotų 65 tūkstančių rublių už litrą.Kitas variantas – bombarduoti litį alfa dalelėmis.

Bet bet kuriuo atveju reikalas yra gana brangus ir sudėtingas, o mes kalbame apie kilogramus, jau nekalbant apie pramoninę gamybą.

Kur galiu gauti helio-3?

Mūsiškiai dabar paleidžia palydovą Mėnulio paviršiaus žemėlapiui nustatyti.

Statomas erdvėlaivis skristi į Žemės orbitą. Daugelis žmonių tai daro, įskaitant mus. Tačiau mūsų inžinieriai, nors ir atsilieka nuo paleidimo bandymų, planuoja išsiųsti laivą toliau nuo Žemės orbitos – į Mėnulį! Planuojama statyti Mėnulio bazę.Ko, po velnių, norime iš šio akmens gabalo?

Faktas yra tas, kad mėnulio dirvožemyje susikaupė 10 milijonų tonų helio-3 - t kokia reikalinga ir naudinga medžiaga.

Ar manėte, kad iš smalsumo skridome į Mėnulį? Mes nesame tušti amerikiečiai. Jie pradėjo viešųjų ryšių kampaniją skrydžiui į Mėnulį, o mes pradėsime Helium-3 pramoniniu mastu. Mes netgi turime planą.

Planuoti

Iki 2025 metų į Žemės palydovą išsiųsime 4 tarpplanetines stotis. Jų užduotis bus tyrinėti poliarinį regolitą su vandens ledu, taip pat ieškoti tinkamos bazės Pietų ašigalio srityje.

Iki 30-ųjų pradžios pilotuojamos ekspedicijos buvo siunčiamos į Mėnulį nenusileidžiant ant paviršiaus. 30–40-aisiais bus atlikti pirmieji nusileidimai ant Mėnulio paviršiaus ir pirmasis būsimos bazės infrastruktūros klojimas.

Iki 2050 mpagrindas būti!

Ir ten pamatysime pirmąsias automatines mašinas, kurios paliko pėdsakus mėnulio dirvoje. Robotų buldozeriai iš žaliavų formuos naujus Mėnulio kalnus, o sodrinimo gamykla dirbs visą parą, gamindama helio-3. Ir tik tarpplanetinių krovininių laivų paleidimai sutrikdys tylią šių darbų rutiną.

O žemėje vis tiek komentuosime valdžią, visiškai negalvodami, kokiu keliu elektra nueina nuo termobranduolinio reaktoriaus iki mūsų įtaiso.

chemijos mokslų kandidatas Aleksandras Semenovas, UAB „VNIINM“ vyriausiasis ekspertas

Nuo sunkiųjų vandenilio izotopų atradimo praėjo daugiau nei 85 metai, tačiau susidomėjimas jais kasmet auga. Jie suteikia vilties išeiti iš energetinės krizės, tačiau kartu gali kelti grėsmę visai gyvybei mūsų planetoje. Šį pavojų žmonija pajuto prieš pusę amžiaus.

Branduolinių ginklų muziejuje (Sarov) yra pilno mastelio atominių ir vandenilinių (pirmame plane) bombų modeliai. Aleksandro Semenovo nuotrauka.

Sunkaus ir lengvo vandens santykis natūraliame mišinyje. Aleksandro Semenovo nuotrauka.

RTU studentas Borisas Ivanovas (kairėje) stažuojasi UAB VNIINM tričio skyriuje. Dešinėje – straipsnio autorius. Nuotrauka: UAB “VNIINM”.

Vakuuminės instaliacijos stiklinis cilindras, patamsėjęs daugelį metų veikiant tričio beta spinduliuotei. Nuotrauka: UAB “VNIINM”.

Tričiu paveikto nerūdijančio plieno mėginio radioluminograma. Sritys, kuriose yra skirtingi šio izotopo kiekiai, rodomos skirtingomis spalvomis. Nuotrauka: UAB “VNIINM”.

1931–1932 metais amerikiečių fizikiniam chemikui Haroldui Urey ir jo kolegoms pavyko išskirti neįprastą frakciją nuo paprasto, gerai žinomo vandenilio. Šios frakcijos vandenilis turėjo didelę atominę masę ir tankį, todėl emisijos spektre susidarydavo anksčiau nežinomos linijos, primenančios klasikines vandenilio spektro linijas, bet tuo pat metu šiek tiek pasislinkusios. Tai reiškė, kad natūralus vandenilis turi kelių tipų atomus, kurie skiriasi savo savybėmis. Taip buvo atrastas pirmasis iš sunkiųjų vandenilio izotopų – deuterio. Netrukus „sunkusis vanduo“ - deuterio oksidas - buvo gautas gryna forma. Jis turėjo 10 % didesnį tankį, aukštesnes lydymosi ir virimo temperatūras nei paprastas vanduo ir buvo sunkiau skaidomas elektros srove, kuri netrukus tapo vieno iš pirmųjų jo gamybos būdų pagrindu. Ilgalaikė, daugiapakopė vandens elektrolizė leido sukoncentruoti deuterį ir išvalyti jį nuo lengvojo vandenilio izotopo.

Kitą sunkųjį izotopą – tritį – po dvejų metų Kembridžo universitete atrado fizikai Ernestas Rutherfordas, Markas Oliphantas ir fizikinis chemikas Paulas Harteckas, deuterio branduoliais bombarduodami taikinius, pagamintus iš deuterio turinčių junginių. Tuo pačiu metu mokslininkai pirmą kartą susidūrė su branduolių sinteze – dirbtiniu kai kurių branduolių pavertimu kitais. Kaip paaiškėjo, trečiasis vandenilio izotopas yra labai radioaktyvus (pusėjimo laikas 12,32 metų), todėl gamtoje negali kauptis jokiais reikšmingais kiekiais.

Už deuterio atradimą G. Urey 1934 metais buvo apdovanotas Nobelio chemijos premija.

Iš pradžių deuteris buvo gaminamas elektrolitiniu metodu, kuriam reikėjo daug elektros ir nebuvo pigu. O didelių kiekių tričio gamyba reaktoriuje, net ir pačiais konservatyviausiais vertinimais, turėjo kainuoti pasakiškus pinigus. Kas tada galėjo pagalvoti, kad praėjus dviem dešimtmečiams po jų atradimo, keliose pasaulio šalyse bus pradėta didelės apimties tiek deuterio, tiek tričio gamyba! Sunkieji vandenilio izotopai buvo tokie populiarūs, kad jie tapo galingiausių kada nors žinomų ginklų pagrindu. Šis ginklas buvo vadinamas termobranduoliniu arba vandeniliu.

Prisimenant Šaltojo karo epochą, kurioje atsitiktinai gimė šio straipsnio autorius, verta pastebėti, kad grėsmingas ir dabar jau beveik pamirštas posakis „vandenilio bomba“ ilgai sklandė visų lūpose ir sukėlė nemalonų šaltį. Sovietų Sąjungos gyventojo siela. Visi gyveno po Damoklo kardu branduolinį karą, kuris, atrodė, galėjo prasidėti bet kurią akimirką. Žurnalo „Krokodil“ politinėse karikatūrose piktasis „dėdė Semas“, kaip taisyklė, išsitraukdavo iš krūtinės arba laikydavo rankoje išraiškingą juodą bombą su emblema „H“, reiškiančia „vandenilis“, arba su emblema "N", kuri reiškė bombos neutroną, kuris yra modernesnis vandenilinės bombos tipas. Ne visi suprato, kad kalbame ne apie patį vandenilį, o tik apie jo sunkiuosius izotopus, kurie sudaro termobranduolinį krūvį. Animacinių filmų šia tema gausa lėmė, kad atominės ir vandenilio bombos dažnai atsidurdavo vaikų piešiniuose ir buvo daugelio vaikų baimių priežastis.

Kokia precedento neturinčios galios, slypinčios sunkiuosiuose vandenilio izotopuose, paslaptis? Tai yra deuterio ir tričio branduolių sintezės reakcijos didelės energijos efektas ir rekordiškai žemos energijos barjeras, kurį reikia įveikti, kad jų branduoliai susijungtų. Jei termobranduolinei reakcijai uždegti naudojamas paprastas urano arba plutonio branduolinis užtaisas, jo energija gali būti padidinta 600 ar daugiau kartų. Didelis tokio krūvio privalumas yra tas, kad deuteris ir tritis susilieję ne tik nesukuria ilgaamžių radioaktyvių produktų, bet ir prisideda prie pilnesnio paties branduolinio saugiklio degimo. Tai reiškia, kad termobranduoliniai ginklai, kai naudojami, daro žymiai mažiau žalos aplinkai, paliekant mažiau radioaktyvaus užterštumo rajone nei tos pačios galios branduoliniai ginklai. Tai atvėrė ne tik karines, bet ir taikias jo panaudojimo perspektyvas - statant požemines dujų talpyklas, gesinant gaisrus naftos gręžiniuose, taip pat greitai ir gana saugiai sukurti dirbtines duobes ir kanalus per daugybę nedideli termobranduoliniai sprogimai.

Absoliutus rekordininkas tarp visų kada nors žmogaus sukurtų sprogstamųjų įtaisų yra sovietinė vandenilinė bomba AN602, kuri buvo išbandyta 1961 m. spalio 30 d. Sukhoi Nos branduolinių bandymų poligone Novaja Zemljos salyne. Lengva SSRS komunistų partijos generalinio sekretoriaus N. S. Chruščiovo ranka ši bomba pateko į Pasaulio istoriją pavadinimu „Kuzkos motina“. Be to, pagal analogiją su caro patranka ir caro varpu, šis užtaisas dažnai vadinamas „caro bomba“. Jis buvo sukurtas vadovaujant SSRS mokslų akademijos akademikui I. V. Kurchatovui. Jo išmatuota galia TNT ekvivalentu buvo 58,6 megatonos.

Kiek sunkiųjų vandenilio izotopų yra gamtoje? Gamtoje deuterio nėra taip mažai. Jo koncentracija protiumo atžvilgiu yra apie 0,016 % at., tačiau, atsižvelgiant į tai, kad pats vandenilis yra plačiai paplitęs, deuterio atsargas galima laikyti neišsemiamomis. Didžiausi jo kiekiai randami Pasaulio vandenyne; Deuterio koncentracija vandenyno vandenyje taip pat yra pastebimai didesnė nei upių vandenyse, dėl vandens izotopų frakcionavimo atmosferos vandens cikle (žr. Mokslas ir gyvenimas Nr. 5, 2011, straipsnį). Pasaulio vandenyno vandenyse deuterio yra net daugiau nei cheminių elementų, tokių kaip fluoras ir jodas. Natūralūs deuterio ir protiumo izotopų santykio svyravimai svyruoja nuo 5500 iki 11000 lengvojo vandenilio atomų vienam sunkiajam vandenilio atomui – tai savotiškas rekordas tarp visų stabilių izotopų natūralių variacijų. Mažiausia deuterio koncentracija stebima Antarktidos ledynuose, o didžiausia – uždaruose Sacharos dykumos rezervuaruose.

Gamtoje tričio yra dešimtis ir šimtus trilijonų kartų mažiau nei deuterio. Dėl radioaktyvaus skilimo tričio praktiškai nėra objektuose, izoliuotuose nuo atmosferos, pavyzdžiui, angliavandeniliuose naftoje ir gamtinėse dujose. Natūrali tričio gamyba Žemėje nuolat vyksta kosminių spindulių įtakoje viršutiniuose atmosferos sluoksniuose esančiuose azoto ir deguonies branduoliuose, todėl krituliai yra turtingiausi natūralaus tričio: lietaus ir sniego. Ši natūrali tričio gamyba yra subalansuota su jo irimu ir sudaro ne daugiau kaip 7 kg visame pasaulyje.

Dvidešimto amžiaus antroje pusėje intensyvių termobranduolinių ginklų bandymų laikotarpiu tričio kiekis gamtoje išaugo daug kartų. Taigi, sprogstant vienos megatonos galios vandenilinei bombai, susidaro iki 2 kg tričio, kuris patenka į aplinką. Per visą termobranduolinių ginklų žemės ir oro bandymų laikotarpį atmosferoje susikaupė šimtai kilogramų tričio. Po jų draudimo tričio kiekis žemės atmosferoje dėl radioaktyvaus skilimo pastebimai sumažėjo ir dabar neviršija dešimčių kilogramų. Svarbus į aplinką patenkančio tričio šaltinis yra atominės elektrinės, kurios kasmet pagamina kilogramus tričio (lyginant su natūralia jo gamyba). Iš šio kiekio į aplinką patenka ne daugiau kaip septintoji dalis.

Kaip atskirti vandenilio izotopus? Garsus mokslininkas ir publicistas akademikas I.V.Petryanovas-Sokolovas septintojo dešimtmečio pabaigoje, atlikęs paprastus matematinius skaičiavimus, parodė, koks utopiškas yra mitas apie „sunkaus vandens kaupimąsi“ virdulyje ilgai verdant. Norint gauti net litrą vandens, praturtinto deuteriu tik 10 kartų daugiau nei natūralaus, reikėtų išgarinti jo kiekį, kurio masė daug kartų didesnė už visos Saulės sistemos masę. Priežastis – įprasto ir deuterio vandens fizikinių ir cheminių savybių panašumas, maža šių izotopų atskyrimo koeficiento vertė distiliuojant. Atskyrimo efektyvumą galima žymiai pagerinti naudojant daugiapakopius priešpriešinės srovės procesus. Labiausiai išplėtoti ir pramonėje taikomi deuterio gamybos metodai yra skysto vandenilio rektifikavimas, dviejų temperatūrų vandenilio sulfido metodas ir metodas, pagrįstas cheminiais mainais vandens-vandenilio sistemoje. Gaunant koncentruotą tritį, reikia atsižvelgti į jo radioaktyvumą. Šiuo atveju galima naudoti tik tuos metodus, kuriuose vandenilis yra molekulinėje formoje, nes dėl autoradiolizės stipriai suyra ir vanduo, ir vandenilio sulfidas, kuriame yra tričio. Gaminant deuterį kaip pradinė medžiaga naudojamas natūralus vanduo. Tritis gali būti gaminamas tik reaktoriuose apšvitinant vieną iš ličio izotopų neutronais.

Džiaugiamės galėdami pažymėti, kad mūsų įmonė UAB VNIINM pavadinta. Akademikas A. A. Bochvaras, kuris anksčiau buvo vadinamas NII-9, yra visų vietinių tričio technologijų kūrimo ištakos. Ir tričio gamyba reaktoriuje, ir jo išvalymas nuo priemaišų, ir jo tvarkymo saugos problemos – visi šie klausimai buvo sėkmingai išspręsti laiku.

Nuo pat SSRS atominio projekto pradžios tričio gavimo problema buvo antroje pagal svarbą po branduolinio užtaiso gamybos. Tritis turėjo būti gaminamas reaktoriuje iš lengvojo ličio izotopo – 6Li. Šios problemos sprendimas buvo patikėtas NII-9 komandai, kurią sudarė įvairių sričių specialistai. Su jų pagalba Sovietų Sąjungoje buvo sukurta tričio gamykla, kuri dabar veikia federalinėje valstybinėje vieningoje įmonėje PA Mayak (Ozerskas).

Vandenilio izotopų atskyrimo procesai mūsų šalyje daugiausia buvo sukurti Maskvos chemijos technologijos institute (dabar – Rusijos chemijos technologijos universitetas, pavadintas D.I. Mendelejevo vardu). Ten 1934 m. A. I. Brodskis gavo pirmąjį sovietinį sunkųjį vandenį, naudodamas specialiai sukurtą laboratorijos įrenginį. Rusijos chemijos technikos universiteto Izotopų technologijos katedra kasmet ugdo dešimtis šios srities specialistų.

Didžiausias deuterio kiekis mūsų šalyje, matyt, buvo pagamintas žematemperatūrinės rektifikacijos būdu, nors pirmajame etape aktyviai buvo naudojamas labai daug energijos reikalaujantis sunkiojo vandens gamybos elektrolizės būdu metodas. Deuterio gamyba buvo paskirstyta visoje šalyje, daugiausia dėmesio skiriant nemokamos elektros energijos prieinamumui ir galimybei panaudoti vandenilio atliekas, ypač azoto trąšų gamyklose. Viena didžiausių deuterio gamybos įrenginių egzistavo Čirčiko mieste; sunkusis vanduo buvo gaminamas ir Dneprodzeržinske, Stalinogorske, Leningrade, Norilske, Kamenkoje, Bereznikuose, Gorlovkoje ir daugelyje kitų SSRS miestų. Aleksino mieste įdiegtas dviejų temperatūrų sieros vandenilio metodas mūsų šalyje yra mažiau paplitęs, o pasauliniu mastu tai yra vienas pagrindinių jo gamybos būdų.

Istoriškai pirmoji šalis, gaminusi sunkųjį vandenį dideliu mastu, buvo Norvegija. Taip yra dėl to, kad jame yra daug perteklinės elektros energijos, reikalingos elektrolitinei D2 O gamybai. Visuotinai pripažįstama, kad jei Hitlerio Vokietija būtų gavusi norvegiško sunkiojo vandens atsargas, ji būtų galėjusi sukurti atsargas. savo branduolinius ginklus prieš pralaimėjimą. Laimei, tai neįvyko dėl specialios operacijos: keltas su norvegišku sunkiuoju vandeniu, skirtas gabenti į Vokietiją, buvo sunaikintas. Šiandien didžiausi pasaulyje sunkiojo vandens gamintojai yra Indija, Kinija ir Iranas, kurie aktyviai plėtoja savo branduolinės energijos sunkiojo vandens sektorių. Kanada ir Jungtinės Valstijos turi didžiulius sunkiojo vandens atsargas, kurios dėl perprodukcijos ir aplinkos problemų turėjo net uždaryti daugybę įmonių. Eksploatuojant sunkaus vandens atomines elektrines, Kanada turi periodiškai valyti aušinimo skystį tiek iš pročio (jis trukdo branduolinei reakcijai), tiek iš susidariusio tričio (didina personalo radiacinę apkrovą). Tuo pat metu Kanada atsitiktinai gauna iki 2 kg tričio per metus kaip vertingą šalutinį savo sunkiojo vandens atominių elektrinių veiklos produktą. Rumunija turi savo sunkiojo vandens gamybą.

Mūsų šalyje sunkųjį vandenį ir deuterį šiuo metu gamina vienintelė įmonė – pavadinta PNPI. B.P. Konstantinovas Gatčinoje. SSRS sukauptos atsargos naudojamos kaip žaliava. Šiuo metu mūsų šalyje deuteris nėra izoliuotas nuo natūralių žaliavų.

Kalbant apie vietines tričio technologijas, negalima nepaminėti RFNC-VNIIEF (Sarov), kurio specialistai jau daugelį metų dirba šiuo klausimu tiek vykdydami gynybos užduotis, tiek fundamentinio mokslo reikmėms. Visų pirma, jie sukūrė tričio krio taikinį, skirtą ypač sunkiems lengvųjų elementų izotopams gauti, naudotą JINR (Dubna) AKULINA gamykloje, kuri leido gauti penktąjį vandenilio izotopą ir vis dar yra paklausa atliekant fundamentinius tyrimus.

Kur naudojamas tritis ir deuteris? Taip jau susiklostė, kad žmogaus atrasti kolosalūs branduolių dalijimosi ir sintezės energijos šaltiniai iš pradžių buvo skirti sunaikinti, o tik tada buvo įsisavintas taikus jų panaudojimas. Be to, yra daug šių izotopų taikymo sričių, kurios visiškai nesusijusios su termobranduolinės sintezės reakcija.

Vienas iš pagrindinių buitinių tričio vartotojų ir tričio produktų gamintojų yra federalinė valstybinė vieninga įmonė VNIIA, pavadinta pagal pavadinimą. N. L. Dukhova“. Ši įmonė kuria ir gamina neutronų generatorius – greitinančius įtaisus, kuriuose deuterio branduoliai, atsitrenkę į taikinį, pradeda branduolinę reakciją su jame esančiu tričiu. Šiuo atveju išsiskiriančių neutronų nuolatinė energija yra 14,1 MeV, o pats prietaisas yra labai patogus naudoti. Nesant greitinančios įtampos, neutronai neišskiriami (skirtingai nei radioizotopiniai neutronų šaltiniai), o radioaktyvusis tritis yra neutroninio vamzdžio viduje ir tokia forma yra praktiškai saugus (jo minkštoji beta spinduliuotė negali prasiskverbti net per popieriaus lapą ).

Neutronų generatoriai naudojami visur, kur reikalingi kompaktiški, savarankiški neutronų šaltiniai. Jie yra labai paklausūs tarp geologų, kurie juos naudoja geofiziniams gręžinių tyrinėjimams naudojant neutronų registravimą. (Žodis „logging“ kilęs iš prancūziško žodžio „carotte“ – morka, o tai paaiškinama iš žemės ištraukto šerdies formos panašumu į morką.) Neutronų aktyvavimo metodas leidžia greitai gauti visą informaciją apie visų gręžinio gylyje esančių uolienų cheminė sudėtis, tiesiog į ją nuleidžiant neutroninį zondą su detektoriumi. VNIIA pagamintas neutronų generatorius yra net marsaeigyje „Curiosity“ („Curiosity“; išvertus iš anglų kalbos reiškia „smalsumas“), kaip DAN (Albedo Neutron Detector) įrenginio, sukurto IKI RAS, dalis. Pagrindinė šio įrenginio užduotis – ieškoti vandens Marse po žeme, o pirmieji teigiami rezultatai jau yra. VNIINM prisidėjo prie šio tarptautinio projekto tiekdama VNIIA tričio prisotintus taikinius.

Tai, kad tritis yra minkštas beta skleidėjas, turintis didelį radioaktyvumą, lemia jo naudojimą radioizotopiniuose šviesos ir elektros šaltiniuose. Daugelyje laikrodžių ir prietaisų su šviečiančiomis rodyklėmis naudojami tričio aktyvuoti fosforai. Ginklų taikiklių tričio apšvietimas žymiai pagerina šaudymo tikslumą naktį.

Dabar UAB „VNIINM“, užsakyta „Roscosmos“ ir vadovaujama „Solar-Sea LLC“, dalyvauja kuriant buitinį beta elektros energijos šaltinį, pagrįstą tričiu - „tričio baterija“. Šis maitinimo šaltinis reikalingas tuose kritiniuose įrenginiuose, kur reikalingas stabilus, nepertraukiamas maitinimas daugelį metų. Jo sukūrimas išspręs aktualią importo pakeitimo problemą, nes Rusija šiuo metu negamina panašių energijos šaltinių.

Didžiausią deuterio kiekį sunaudoja branduolinė energija. Sunkusis vanduo, kurio sudėtyje yra jo, yra vienas geriausių neutronų slopintuvų, toks efektyvus, kad leidžia „uždegti“ branduolio dalijimosi reakciją net urane natūraliai sodrinant U-235 izotopą, o visų kitų tipų branduoliniams reaktoriams reikalingas prisodrintas uranas. . Sunkiojo vandens naudojimas kaip moderatorius leidžia padidinti branduolinio kuro degimo laipsnį. Kanados branduolinės energijos pramonė pasekė šiuo keliu, gamindama sau CANDU sunkiojo vandens reaktorius ir statydama juos visame pasaulyje pagal užsakymą.

Tiek deuteris, tiek tritis yra aktyviai naudojami gaminant žymėtus junginius. Šie produktai pirmiausia domina biologus ir gydytojus, kurie naudoja izotopų etiketes biocheminių reakcijų mechanizmams nustatyti. Mūsų šalyje tričiu pažymėti junginiai tradiciškai gaminami Rusijos mokslų akademijos Molekulinės genetikos institute.

Patraukliausia deuterio ir tričio naudojimo perspektyva yra sukurti kontroliuojamą termobranduolinę reakciją. Jei tai pavyks, žmonija disponuos neišsenkančiu energijos šaltiniu. Deja, ši užduotis pasirodė itin sunki. Pasaulis šioje srityje vystosi jau daugiau nei pusę amžiaus, tačiau mums dar labai toli iki termobranduolinio reaktoriaus, kuris pagamintų daugiau energijos, nei suvartoja, sukūrimo. Šiuo metu visas pasaulis su viltimi žiūri į tarptautinį termobranduolinį reaktorių ITER, kuriamą Kadarašo mieste pietų Prancūzijoje. Su jo pagalba fizikai tikisi priartėti prie energijos, naudojančios tričio ir deuterio branduolių sintezės energiją, kūrimo, o ateityje pereiti prie vien tik deuterio, kurio branduoliai gali sąveikauti tarpusavyje.

Kažkada mūsų įmonė perpasakojo smagią istoriją, kaip vienas iš naujai paskirtų pareigūnų, eidamas per VNIINM teritoriją, reikalavo, kad jam „parodytų tritį“, ir labai piktinosi, kad tai nebuvo padaryta. Jie jam paaiškino, kad tritis yra skaidrios ir todėl nematomos dujos, tačiau naujasis viršininkas griežtai reziumavo: „Kažkas čia nešvaraus! Pabandykime suprasti, ar vandenilio izotopus galima „matyti“?

Kalbant apie tritį, tai, be jokios abejonės, taip – ​​galima, ir be jokių papildomų prietaisų. Koncentruota forma šis vandenilio izotopas dėl savaiminės jonizacijos sukuria mėlyną švytėjimą. Tričio beta spinduliuotės srautas, esant ilgalaikiam kontaktui, gali pakeisti stiklo spalvą, todėl patamsėja fotografijos plokštelių emulsija, kuria grindžiamas klasikinis autoradiografinės analizės metodas, kurio metu radioaktyvaus izotopo koncentracija nustatoma fotografinės emulsijos tamsėjimo intensyvumas. Pastaruoju metu išpopuliarėjo naujas tričio analizės metodas, leidžiantis vizualizuoti jo pasiskirstymą mėginių paviršiuje – radioluminografija. Metodas pagrįstas latentinio vaizdo formavimu kai kuriuose fosforuose, veikiant spinduliuotei. Šis vaizdas nuskaitomas specialiu lazeriniu skeneriu, o liuminescencijos intensyvumas yra proporcingas mėginio aktyvumui. Tričio koncentraciją galima gana aiškiai ir spalvingai pateikti naudojant radioluminografiją. Tričio radioaktyvumas leidžia nustatyti net mažus jo kiekius skysčių scintiliacijos metodu, kurio metu nustatomas kai kurių skysčių švytėjimo intensyvumas, proporcingas juose esančio radioaktyviojo izotopo kiekiui, bei dujų jonizacijos metodus, kurie panaudoti dujų mišinių savybę pakeisti jų srovės-įtampos charakteristikas, kai juos veikia jonizuojanti spinduliuotė. Be to, naudojant šiuolaikinius atominės emisijos, infraraudonųjų spindulių ir masės spektrometrijos metodus, galima nesunkiai „įžiūrėti“ ir deuterį, ir tritį, ir lengviausią vandenilio izotopą protiumą.

Neturėtume pamiršti sunkiųjų vandenilio izotopų keliamo pavojaus. Pats baisiausias ir baisiausias iš jų slypi termobranduoliniuose ginkluose, pagamintuose per Šaltojo karo dešimtmečius. Vienu metu spaudoje pasirodė pranešimų, kad sukauptų ginklų galios pakako ne kartą sunaikinti visą mūsų planetos gyvybę. Net nedidelė jo dalis, jei naudojama, gali sukelti pasaulinę aplinkos katastrofą, vadinamą „branduoline žiema“. Neabejotinai svarbiausia visos žmonijos užduotis yra užkirsti kelią tokiam scenarijui pasaulio istorijoje.

Tačiau net ir ginkluose nenaudojamas tritis kelia didelį pavojų žmonėms, nes yra labai toksiškas radioaktyvus izotopas. Radiacinės apšvitos rizika darbuotojams, veikiamiems tričio, yra labai didelė dėl to, kad šio izotopo nesulaiko šiuolaikinės filtruojančios kvėpavimo takų apsaugos sistemos ir jis gali prasiskverbti per odą. Be to, tritito vandens pavidalu tritis yra 10 000 kartų toksiškesnis nei molekulinio vandenilio pavidalu, nes tritito vandens garai net kambario temperatūroje beveik akimirksniu pakeičia vandenilio izotopus ir taip akimirksniu patenka į žmogaus organizmą. Didelė dalis tričio radioaktyviųjų atliekų apdorojimo metu išleidžiama į atmosferą arba patenka į vandenynus. O atliekų, kuriose yra tričio (ypač mažo aktyvumo atliekų, kurių yra daug), tvarkymas vis dar yra rimta problema, laukianti sprendimo.

Kas galėjo prieš 100 metų nuspėti, kad pats pirmasis ir paprasčiausias cheminis elementas vandenilis atneš mums tiek daug netikėtumų, tiek daug džiaugsmo ir baimės, vilties ir nusivylimo? Šiandien norėčiau tikėti, kad visos žmonijos įgytos žinios bus skirtos tik kūrybai, o ne sunaikinimui, o savo nuostabiomis savybėmis pasižymintys vandenilio izotopai ne kartą padės mums pažvelgti į paslėptas gamtos gelmes ir padaryti daug įdomių ir įdomių. naudingų atradimų.

Autorius dėkoja G. M. Ter-Akopjanui (JINR), A. A. Yukhimčukui (RFNC-VNIIEF), L. A. Rivkiui, M. I. Belyakovui, A. N. Bukinui, A. S. Anikinui, N E. Zabirovai, A. V. Lizunovui ir visam J.SC VNIINM tričio skyriui. Akademikas A. A. Bochvaras, taip pat Rusijos chemijos technikos universiteto Izotopų technologijos katedros specialistai. D. I. Mendelejevas, ypač M. B. Rozenkevičius ir Yu S. Pak, kurie suteikė pagalbą rengiant medžiagą.

Ne tik sunkieji vandenilio izotopai turi savo gražius pavadinimus. Lengviausias ir labiausiai paplitęs mums pažįstamas vandenilio izotopas taip pat turi specialų pavadinimą - protium. Visi trys šių izotopų pavadinimai atsirado dar prieš tričio atradimą, kai 1933 m. birželio 5 d. laiške mokslo žurnalo „The Journal of Chemical Physics“ redaktoriui juos pasiūlė G. Urey, D. Murphy ir F. Brickwedde. Vandenilio izotopų pavadinimai kilę iš graikų kalbos žodžių „protos“ (pirmasis), „deuteros“ (antras) ir „tritos“ (trečias). Įdomu pastebėti, kad pavadinimas „protium“ plačiajai visuomenei yra mažiau žinomas nei jo sunkiųjų ir daug retesnių „brolių“. Pastaruoju metu internete pasirodė tokie pavadinimai kaip „quadium“, „pentium“, „hexium“ ir „septium“, nurodant itin trumpaamžius vandenilio izotopus, kurių masė yra nuo 4 iki 7 ir kurių pusinės eliminacijos laikas yra 10– 22 - 10-23 s. Tačiau, matyt, šie pavadinimai neturi jokio pagrindo ir yra vienas iš interneto „klastočių“. Konkrečiai kalbant, profesorius G.M. Ter-Akopjanas, kuris su JINR komanda (Dubna) pirmą kartą gavo penktojo vandenilio izotopo branduolius 2001 m., nedavė jam pavadinimo „pentium“ ir niekada negirdėjo tokio termino minint mokslinėse publikacijose ir toliau. konferencijos.

Įvadas

Tritis 3 H yra radioaktyvus supersunkusis vandenilio radionuklidas, kurio masės skaičius yra 3. T 1/2 = 12,35 metų. Normaliomis sąlygomis tritis yra dujos, t pl = -252,52 0 C. Kartu su deguonimi tritis sudaro itin sunkų vandenį T 3 O. Izotopinis indikatorius, yra termobranduolinio kuro dalis. Šiandien termobranduolinės reakcijos buvo vykdomos tik vandenilinės bombos sprogimo metu.

Fizinė enciklopedija. M. Mokslinė leidykla “Didžioji rusų enciklopedija” tomas 5 psl.168.

Problemos būklė.

Tritis:Šiuolaikinis mokslas turi idėją apie bet kokį cheminį elementą gravitacinio sluoksnio buvimo požiūriu. Jei sluoksnio potencialai nustatyti į nulį, elementas neegzistuoja.

užpildant daugiau nei 2 elektroninius sluoksnius kartu pašalinant potencialus iš gravitacinių gardelių, jis paverčia tritį į neinertinę masę su galimybe vėliau panaudoti kaip kurą. Visos spinduliuotės oktavos yra įtrauktos į elektroninius sluoksnius.

Išorinės (gravitacinės) gardelės oktava yra 32,62546258, kitos – 53,66. Jei pašalinsite iš jo potencialus, tričio degimas skirsis nuo vandenilio ir deuterio degimo. Beta minus skilimą sukelia išorinės gravitacinės gardelės irimas ir neturi nieko bendra su elektroniniais sluoksniais.

Deuteris:

Nustačius tričio groteles, ji perkeliama į būseną, kuri yra stabili išorinės aplinkos atžvilgiu, su minimaliu elektroninių gardelių skaičiumi 2 ir, kad jis savaime neužsilieptų, išorinės gardelės yra 3 (oktavos 53.66, 51.66, 32.62546258). Išorinė gardelė lemia skystą deuterio būseną.

Vandenilis:

tik gravitaciniai sluoksniai ir spinduliuotės gardelės (32,62546258 oktavos) neleidžia naudoti vandenilio kaip kuro (termobranduolinės sintezės atveju), nes nėra elektroninių sluoksnių, o išoriniai gravitacinių gardelių kontūrai yra priimtini bėgančiam elektronui ir šokinėjančiam protonui(kurią galima pasverti).

Taigi pagrindinis elementas yra tritis, o deuteris ir vandenilis yra jo izotopai.

Vandenilis negali būti paverstas neinercinės masės būsena.

Atkreipkite dėmesį, kad visi 3 elementai yra vienas elementas, turintis skirtingas savybes, priklausomai nuo gardelių būsenos.

Tričio izotopų skaičius = 2 44 – 1 arba 17592186044415, vienas iš jų yra vandenilis. Iš šios veislės reikia turėti tik 2 izotopus objektams (NSO), 15 izotopų judėjimui Kosmose ir tik 1 izotopą vandens susidarymui. Kitų izotopų naudojimas vandens susidarymui neleidžiamas dėl nesuderinamų dažnių ribų.

Tritis egzistuoja skystoje būsenoje žemesnėje nei -253 0 C temperatūroje.

Kietoji būsena nežinoma. Tritis yra visų tipų objektų (NSO) kuras. Naudojamas skystas tritis, išlaidos nurodytos objektų lentelėje (NSO).

Tričio atsargos nėra begalinės; jokia gamta jo nesukuria.

Tričiui sukurti yra specialūs įrenginiai (generatoriai - kompleksų objektai), kurie gamina tritį, vėliau jį ištirpinant vandenyje, o visi objektai (NSO) yra šalia vandens telkinių. Bet kuris objektas (NSO) gali apdoroti vandenį ir iš jo išgauti tričio tiek, kiek reikia programai vykdyti.

Vartojant tritį, jo atsargas papildo generatoriai. Taip palaikoma nuolatinė visų Žemėje esančių objektų (NSO) veikimo būklė. Visi planetų palydovai turi savo tričio atsargas, daugelis palydovų veikia kaip tričio sandėliai, kurių atsargos yra tokios, kad gali vykti į bet kurią kelionę.

Minimali tričio norma vandenyje yra 0,00000064%. Kai tričio kiekis pasiekia mažiau nei 22 % šios vertės, generatoriai pradeda gaminti tritį. Jei tritis visiškai pašalinamas iš vandens, jo savitasis svoris bus 0,77 g/cm 3 .

Mokslas nežino tikrosios tričio struktūros ir jo savybių.

Gryna forma tritį gali išleisti tik kompleksinio objekto generatorius.

Tričio grotelės

Tritis mokslui nežinomas. Tričiu laikoma kubinė gardelė, įrėminanti konstrukciją, kurioje yra iki 96 oktavų. Pačios grotelės turi gravitacinį pagrindą, todėl galima pasverti turinį, ty svorį ir, atitinkamai, turinį vandenyje. pati gardelė nustatoma.

Turinys turi neinercinę masę ir negali būti sveriamas.

Išorinės tričio gardelės oktava yra 32,62546258. Deuteris ir vandenilis turi tą pačią gardelę.

Tričio radioaktyvumą lemia 53 oktavų gardelė (2-asis elektroninis sluoksnis). Šio sluoksnio norma = 2%. Gardelėje esančios struktūros yra dodekaedrinės-ikosaedrinės formacijos, turinčios oktavų nuo 53 iki 96 imtinai. Kaip tada vanduo įgauna reikiamą tankį ir kas pridedama prie deguonies?

Susilietus su tričio struktūra, deguonis gauna papildomą gravitacinį atomą, tai yra, jis „tampa sunkesnis“, o ši savybė išnyksta, kai ryšiai nutrūksta. Štai kodėl manoma, kad tritis vandenyje yra šimtosios procento dalys.

Tačiau tritis užima beveik 1/3 struktūroje esančios erdvės ir keičia deguonies fizikines ir chemines savybes rišiklyje.

Iš populiariojo mokslo filmo /Volga-Volga/ gyventojai sužinojo, kad „be vandens ir nei čia, nei ten“.

Kodėl biologinėms struktūroms reikia vandens?

Tik aukštos oktavos junginiams („gyvajam vandeniui“) išgauti.

Tokiu atveju smegenys gauna visą reikiamą dažnių atsargą (neinercinę masę) ir naudoja ją savo gyvenimo veiklai. Pastebėkime, kad nepaisant genotipų skirtumo, vanduo „tinka“ visiems.

Kiekvienas iš vandens gauna dažnius, kuriais veikia smegenys. Žmogus negali gyventi be vandens ilgiau nei 3-5 dienas, jis turi būti nuolat maitinamas iš tričio struktūrų.

Jūros vandenyje taip pat yra tričio, tačiau jame nėra smegenims reikalingų dažnių.

Vanduo, išvalytas iš dalies neinercinės masės, iš organizmo išmetamas šlapimo ir prakaito pavidalu. Beje, pagal skirtumą šaltinio vanduo – šlapimas šlapimo tyrimas gali atskleisti smegenų struktūrą– joje yra tie dažniai, kurių smegenys nenaudoja (perspektyvi diagnostika). Kailash kompleksas ne nuolat tikrina smegenų (kiekvieną antradienį), ar jos atitinka.

Ten jie tiesiog uždeda kaukę gaunamam kodui (kodo maskavimo efektai yra atskira tema). Operacija trunka mikrosekundes, o per 4 valandas išbandoma visa Žemės populiacija.

Kiekvienais metais vandens standartas („Epifanijos vanduo“) nustatomas pagal smegenis, kam jis pirmiausia skirtas.

Taigi, jei smegenys gavo naują (aukštesnę oktavą), tai trityje ši oktava turės maksimalų potencialą, o likusių oktavų potencialai bus sumažinti iki efektyvaus minimumo.

Išoriškai vanduo išlieka toks pat (pavyzdžiui, jis gali pakeisti spalvą į žalią), tačiau iš esmės jis turės naujų dažnių.

Tai visada nutinka pradedant naują programą. Vanduo, kuris egzistavo prieš 100 metų, ir vanduo, kuris egzistuoja dabar, labai skiriasi neinercinės masės struktūra.

Archeologijos mylėtojams. Jei išgręžėte šulinį Antarktidoje ir aptikote „senovinį požeminį ežerą“, atminkite, kad to vandens neinercinės masės struktūra bus tokia pati, kaip ir aukščiau, nes bendra gardelė Žemėje yra tokia pati.

Kas tada yra „negyvas vanduo“? Šis vanduo turi tik tričio gravitacinius dažnius. Jei smegenys gauna tokį vandenį, jos yra priverstos išnaudoti savo atsargas, kad išmestų tokią „dovaną“ iš kūno.

Kritinėse situacijose tokių atsargų gali ir nebūti, tada vanduo tampa nuodu. Kai išsiskiria šlapimas ir prakaitas, palaikoma kubinė gardelė.

Kam tada daiktams reikia tričio?

Erdvė turi nulinio potencialo dodekaedrinės-ikosaedrinės gardelės struktūrą, kurią įrėmina kubinė neutrinų ir antineutrinų struktūra.

Judėdamas erdvėje objektas (NSO), turintis magnetinius dažnius ir elektrinius potencialus, yra priverstas juos atiduoti, prisotindamas Erdvės groteles. Tačiau būtina grąžinti tai, kas yra toje pačioje struktūroje, kitaip pakeitus fazių kampą (konvertuojant į kito tipo gardelę) tiesiog įvyks šiluminė mirtis. Bet kuris objektas (NSO), savarankiškai judantis Kosmose, turi turėti arba magnetinį-elektrinį generatorių tričiui gaminti, arba tričio atsargas su oktavomis iki 96 (kuo didesnė oktava, tuo mažesnės sąnaudos).

Kosmosui nereikia gravitacinių oktavų, jos lieka ant objekto (NSO).

Atkreipkime dėmesį į tai, kad daugybė Saulės sistemos planetinių palydovų turi milžiniškas tričio atsargas (žr. skyrių: Žemės objektai).

Kosmose tas pats. Priėmimo ir siuntimo tinkleliai turi būti identiški. Bet visa tai yra kosmose, pavyzdžiui, viską, ko jums reikia, galite neštis Mėnulyje. Tačiau judėjimo metu susidaro judėjimo kūgis, į kurį pilamas tritis.

Kodėl objektams (NSO) Žemėje reikia tričio?

Tik pakilimui iš pagrindinės Žemės energijos magistralės ir grįžimui.

Gylis siekia 4200 metrų. Šiuolaikiniai statybininkai tuneliams statyti naudoja galingas technologijas. Tunelis iki 4200 metrų gali iškasti vieną objektą (NSO), o vienintelis įrankis yra tritis.

Kėlimo ir tūpimo kompleksas (indeksas 2(3)), davęs komandą „pakelti“ arba „grįžti“ iš vietos taško į Žemės paviršių, sukuria antigravitacinį vamzdelį, tai yra, pašalina potencialus iš žemės paviršiaus. kubinės grotelės per visą objekto pakėlimą ar nusileidimą (NSO) .

Tai daroma ne vienu metu, o atkarpomis (dažniausiai 200 - 300 metrų). Kadangi visos medžiagos (periodinės lentelės) turi kubinę arba artimą jai gardelę, tai nėra problemų pašalinant elektrinį potencialą ir pašalinant magnetinį impulsą.

Objektas (NSO) padaro visa kita. Bet kurio elemento struktūroje yra ta pati Kosmoso gardelė (dodekaedras-ikosaedras), tačiau ši gardelė neturi potencialų (jie lygūs nuliui). Jei pradedate jį prisotinti, cheminis elementas pradeda keisti savo savybes (platiną galima gauti iš granito).

Tačiau jei prisotinimas viršija tam tikrą ribą, tada visa struktūra įgauna neinercinės masės savybes (panašiai kaip veikiančio neoninio vamzdžio ertmė). Pro šią ertmę praslysta kamuolinis žaibas – objektas (NSO).

Pasiekus kitą vietą, įveikta atkarpa perkeliama į pradinę būseną. Neinercinės masės atkarpai suformuoti reikia tričio.

Deuteris čia netinka, nes gardelės nesuderinamos ir vietoj neinercinės masės gauname neaiškios kilmės pyragą.

Pasiekus Žemės paviršių, atmosferos grotelės panaudojamos varymui ir tričio sąnaudos yra minimalios (dešimtimis tūkstančių kartų mažesnės nei kylant ir leidžiantis).

Kodėl neįvyksta (vandenilinės bombos) sprogimas?

Kiekvienas objektas turi savo termobranduolinės sintezės generatorių, veikiantį kaimo krosnies principu – kuo labiau atidaryta sklendė, tuo galingesnis potencialų išlaisvinimas. Beje, paprasčiausią termobranduolinę reakciją galite gauti namuose, jei įmessite gabalėlį Na į vandenį. Jis ne tik dega, bet ir gali sprogti.

Jūros vandenyje nebus degimo ar sprogimo, tačiau atsiras sieros kvapas.

Žinoma, jūroje įrengti įrenginiai yra sėkmingesni. Jie juda savo gimtojoje aplinkoje, judėjimo vamzdeliams susidaryti reikia minimaliai suvartoti tričio, judėdami gali papildyti atsargas (Barono Miunhauzeno aprašymas apie arklį, kuris negali prisigerti, nes neturi antrosios pusės).

Iš kur atsiranda tritis?

Kaip minėta, Kosmoso tinklelis turi tam tikrą struktūrą. Norėdami judėti per šią struktūrą, turite arba išsklaidyti aplink save elektrinius potencialus (ir tiekti juos magnetiniais impulsais) arba sukurti judėjimo kūgį. Kūgio aukštis yra milijardai kilometrų.

Navigacijai naudojami planetiniai palydovai (judesio skaičiavimas, kūgio formavimas, orbitų korekcija). Tritis išsiskiria tik judėjimo kūgiu, todėl jo atsargos turi būti.

Tačiau visos Saulės sistemos planetos turi piramidžių kompleksus, o kai kurios jų yra skirtos kosminėms šiukšlėms apdoroti.

Šios nuolaužos pirmiausia neutralizuojamos susisiekiant su oksiduojančiu agentu (gražūs didelio aukščio debesys), tada pridedami dažniai formavimui ir gauname vandens lašelius.

Tačiau tokio vandens gerti negalima (galima laistyti augalus, bet tokiu atveju augalai pradeda intensyviai traukti atmosferos gardelės potencialus).

Norint suteikti vandeniui reikiamų savybių, yra specialūs generatoriai, kurių funkcijos apima tričio prisotinimą visais reikalingais dažniais, po kurių su deguonimi susijusią struktūrą naudoja visi - žmonės, gyvūnai, vabzdžiai, augalai, daiktai.

Tričio formavimo generatoriai

Tričiui formuoti buvo atvežti ir sumontuoti šie kompleksai:

	Centro pavadinimas	Vieta	Magnetinių piramidžių skaičius	Elektrinių piramidžių skaičius	Gravitacinis skaičius
	Pagrindinis kompleksas	Čechovas, Rusija
	Pagrindinis kompleksas	Suecas, Egiptas
	Darbo kompleksas 01	Gabonas, Afrika
	Darbo kompleksas 02	Kenija, Afrika
	Darbo kompleksas 03	Kalimantanas, Indonezija
	Darbo kompleksas 04	Nauru, Ramusis vandenynas
	Darbo kompleksas 05	Ekvadoras, Pietų Amerika
	Darbo kompleksas 06	Brazilija, Pietų Amerika
	Darbo kompleksas 07	Tiumenė, Rusija
	Darbo kompleksas 08	Altajaus, Kinija (Kinų siena)
	Darbo kompleksas 09	Saliamono salos
	Darbo kompleksas 10	Šveicarija, Europa
	Darbo kompleksas 11	Kailašas, Tibetas
	Darbo kompleksas 12	Kolos pusiasalis

Pagrindinis kompleksas– magnetinių, elektrinių ir gravitacinių piramidžių valdymo sistema.

Pagrindinis kompleksas– darbo kompleksų valdymas.

Darbo kompleksas– saugojimas, valdymas, darbinis išleidimas.

Piramidžių priežiūra.

Visus kompleksus aptarnauja specialiai sukurti robotai.

Visų procesų valdymą ir tvarkų formavimą vykdo tik tie, kurie turi 96-ąją smegenų oktavą (įskaitant visas gyvybei reikalingas oktavas). Be to, ji turi tiek matricų, kiek reikia programai vykdyti.

Išvados.

1. Tritis yra labiausiai nežinomas elementas Žemėje.

2. Vien pakeitus gravitacines gardeles galima gauti 256 skirtingus stabilius cheminius elementus. Keičiant gravitacinių gardelių potencialus tolerancijos ribose (nuo 2 iki 124%), gauname alfa, beta ir gama skilimo savybių turinčius izotopus. Pridėję bent vieną elektronų sluoksnį, taip pat gausime cheminį elementą, kuris skleidžia fotonus, pavyzdžiui, fosforą arba aktinį ( Į veidą orientuota kubinė gardelė, šviečianti (spontaniškas beta skilimas)).

3. Tritis erdvėje neturi potencialo gravitacinėse ir elektroninėse gardelėse. Be to, nėra išorinių valdymo tinklelių.

4. Kiekviena tričio elektronų gardelė turi dodekaedrinę-ikosaedrinę struktūrą. Pridėjus kubinę struktūrą prie išorinio kontūro, vidinė struktūra nekeičiama.

5. Išorinių kubinių gardelių deriniai (nesustelėję viena į kitą) lemia įvairių išorinių formų (pavyzdžiui, triklinika ir kt.) susidarymą.

6. Bet kurį cheminį elementą galima perkelti į neinercinės masės būseną, pašalinus potencialus iš išorinės gravitacinės gardelės.

7. Tričio normatyvą vandens struktūroje kartą per metus nustato Grenlandijos kompleksas.

8. Reikšmingi vandens struktūros pokyčiai vyksta nuo spalio 21 d. iki sausio 18 d. (kasmet), o mirtingumo pikas būna lapkritį.

9. Vanduo, gautas apdorojant Kosminį tritį, prieš pasiekiant Žemę nuosekliai prisotinamas reikiamomis oktavomis.

10. Vandens ciklą gamtoje galima gauti tik puode arba pirtyje (tai yra uždaroje erdvėje).

11. Vandens išgarinimas iš vandens baseinų nesukelia kritulių ar bent rūko susidarymo – šiai porai trūksta nemažo skaičiaus oktavų, kurios formuoja generatorius viršutiniuose atmosferos sluoksniuose. Todėl susidarę garai tiesiog išsisklaido, o liūtys – intensyvaus generatorių darbo pasekmė.

Be to, kai pagrindinė padanga perkaista, ją reikia atvėsinti, o garai apgaubia ištisas vietas tiršto rūko pavidalu. Tačiau dėl tam tikrų priežasčių kompiuteriai neveikia.

12. Kadangi cheminis elementas be gravitacinės masės neegzistuoja (jo negalima pamatyti, juo labiau parduoti), mokslas tai visais įmanomais būdais neigia.

Vandeniliai turi savo pavadinimus: H – protium (H), H – deuteris (D) ir H – tritis (radioaktyvus) (T).

Paprasta medžiaga vandenilis – H2 – yra šviesios bespalvės dujos. Sumaišytas su oru arba deguonimi jis yra degus ir sprogus. Ne toksiškas. Tirpsta etanolyje ir daugelyje metalų: geležyje, nikelyje, paladyje, platinoje.

Istorija

Net viduramžių mokslininkas Paracelsas pastebėjo, kad rūgštims veikiant geležį, išsiskiria kažkokio „oro“ burbuliukai. Tačiau jis negalėjo paaiškinti, kas tai buvo. Dabar žinoma, kad tai buvo vandenilis. „Vandilis yra dujų pavyzdys, – rašė D. I. Mendelejevas, – iš pirmo žvilgsnio niekuo nesiskiriantis nuo oro... Paracelsas, atradęs, kad tam tikriems metalams veikiant sieros rūgštimi susidaro į orą panaši medžiaga, nenustatė jos. skirtumas nuo oro. Iš tiesų, vandenilis yra bespalvis ir bekvapis, kaip ir oras; bet, atidžiau susipažinus su jo savybėmis, šios dujos pasirodo visiškai kitokios nei oras.

Pirmieji jo savybes ištyrė XVIII amžiaus anglų chemikai Henry Cavendish ir Joseph Priestley, kurie iš naujo atrado vandenilį. Jie atrado, kad tai neįprastai lengvos dujos – 14 kartų lengvesnės už orą. Jei juo pripūsite guminį rutulį, jis pakils. Ši vandenilio savybė anksčiau buvo naudojama balionams ir dirižabliams užpildyti. Tiesa, pirmasis brolių Montgolfjerių sukonstruotas oro balionas buvo pripildytas ne vandenilio, o degančios vilnos ir šiaudų dūmais. Toks keistas karšto oro gamybos būdas atsirado dėl to, kad broliai, matyt, nebuvo susipažinę su fizikos dėsniais; jie naiviai tikėjo, kad šis mišinys sudarys „elektros dūmus“, galinčius pakelti jų šviesų balioną. Archimedo dėsnį žinojęs fizikas Charlesas nusprendė balioną užpildyti vandeniliu; Skirtingai nuo karšto oro pripildytų oro balionų, prancūzai balionus su vandeniliniais šarlais vadino. Pirmasis toks oro balionas (jokio krovinio negabeno) 1783 metų rugpjūčio 27 dieną pakilo iš Marso laukų Paryžiuje ir 20 km nuskrido per 45 minutes.

1783 metų gruodį Charlesas, lydimas fiziko François Roberto, dalyvaujant 400 tūkstančių žiūrovų, atliko pirmąjį skrydį vandenilio pripildytu balionu. Gay-Lussac (taip pat kartu su fiziku Jeanu Baptiste'u Biotu) 1804 m. pasiekė aukščio rekordą – pakilo iki 7000 metrų.

Tačiau vandenilis yra degus. Be to, jo mišiniai su oru sprogsta, o vandenilio ir deguonies mišinys netgi vadinamas „sprogiosiomis dujomis“. 1937 metų gegužę gaisras per kelias minutes sunaikino milžinišką vokiečių dirižablią „Hindenburg“ – jame buvo 190 000 kubinių metrų vandenilio. Tada žuvo 35 žmonės. Po daugelio avarijų vandenilis aeronautikoje nebenaudojamas, jį pakeičia helis arba karštas oras.

Degant vandeniliui susidaro vanduo – vandenilio ir deguonies junginys. Tai XVIII amžiaus pabaigoje įrodė prancūzų chemikas Lavoisier. Iš čia ir kilo dujų pavadinimas – „vandens davimas“. Lavoisier taip pat sugebėjo gauti vandenilio iš vandens. Jis perleido vandens garus per įkaitusį geležies vamzdelį su geležies drožlėmis. Vandens deguonis buvo tvirtai sujungtas su geležimi, o vandenilis išsiskyrė laisva forma. Dabar vandenilis gaunamas ir iš vandens, bet kitaip – ​​naudojant elektrolizę (žr. ELEKTROLITINĖ DISOCIACIJA. ELEKTROLITAI)

Vandenilio savybės

Vandenilis yra labiausiai paplitęs cheminis elementas Visatoje. Jis sudaro maždaug pusę Saulės ir daugumos žvaigždžių masės ir yra pagrindinis elementas tarpžvaigždinėje erdvėje ir dujiniuose ūkuose. Vandenilis taip pat plačiai paplitęs Žemėje. Čia jis yra surištoje būsenoje – junginių pavidalu. Taigi vandenyje yra 11% vandenilio masės, molio - 1,5%. Junginių su anglimi pavidalu vandenilis yra naftos, gamtinių dujų ir visų gyvų organizmų dalis. Ore yra šiek tiek laisvo vandenilio, bet jo labai mažai – tik 0,00005%. Į atmosferą patenka iš ugnikalnių.

Vandenilis turi daug kitų „rekordų“.
Skystas vandenilis– lengviausias skystis (tankis 0,067 g/cm 3 esant –250°C temperatūrai),
Kietas vandenilis– lengviausia kieta medžiaga (tankis 0,076 g/cm3).
Vandenilio atomai- mažiausias iš visų atomų. Tačiau absorbavus elektromagnetinės spinduliuotės energiją, išorinis atomo elektronas gali vis labiau tolti nuo branduolio. Todėl sužadintas vandenilio atomas teoriškai gali būti bet kokio dydžio. Bet praktiškai? Knygoje World Records in Chemistry rašoma, kad tarpžvaigždiniuose debesyse tariamai jų spektruose buvo aptikti 0,4 mm skersmens vandenilio atomai (jie užfiksuoti spektriniu perėjimu iš 253-osios į 252-ąją orbitą). Tokio dydžio atomus galima pamatyti plika akimi! Šiuo atveju pateikiama nuoroda į straipsnį, paskelbtą 1991 metais garsiausiame pasaulyje chemijos švietimui skirtame žurnale – Journal of Chemical Education (leistas JAV). Tačiau straipsnio autorius klydo – visus dydžius pervertino lygiai 100 kartų (apie tai pranešė tas pats žurnalas po metų). Tai reiškia, kad aptiktų vandenilio atomų skersmuo yra „tik“ 0,004 mm, o tokie atomai, net jei jie buvo „kieti“, nematomi plika akimi - tik per mikroskopą. Žinoma, pagal atominius standartus 0,004 mm yra didžiulė vertė, dešimtis tūkstančių kartų didesnė už nesužadinto vandenilio atomo skersmenį.

Vandenilio molekulės taip pat yra labai mažos. Todėl šios dujos lengvai prasiskverbia pro ploniausius plyšius. Vandeniliu pripūstas guminis rutulys „svorį numeta“ daug greičiau nei pripūstas oru: vandenilio molekulės palaipsniui prasiskverbia pro smulkiausias gumos poras.

Jei įkvėpsite vandenilio ir pradėsite kalbėti, skleidžiamų garsų dažnis bus tris kartus didesnis nei įprastai. To pakanka, kad net žemo vyriško balso skambesys pasirodytų nenatūraliai aukštas, primenantis Pinokio balsą. Taip nutinka todėl, kad švilpuko, vargonų vamzdžio ar žmogaus balso aparato skleidžiamo garso aukštis priklauso ne tik nuo jų dydžio ir sienelės medžiagos, bet ir nuo dujų, kuriomis jie užpildyti. Kuo didesnis garso greitis dujose, tuo didesnis jo tonas. Garso greitis priklauso nuo dujų molekulių masės. Vandenilio molekulės yra daug lengvesnės nei orą sudarančios azoto ir deguonies molekulės, o garsas vandeniliu sklinda beveik keturis kartus greičiau nei ore. Tačiau vandenilio įkvėpimas yra rizikingas: plaučiuose jis neišvengiamai susimaišys su likusiu oru ir sudarys sprogų mišinį. O jei iškvepiant šalia kyla gaisras... Taip nutiko prancūzų chemikui, Paryžiaus mokslo muziejaus direktoriui Pilatre'ui de Rosier (1756–1785). Vieną dieną jis nusprendė patikrinti, kas atsitiktų, jei įkvėptų vandenilio; Niekas iki jo nebuvo atlikęs tokio eksperimento. Nepastebėdamas jokio poveikio, mokslininkas nusprendė įsitikinti, ar vandenilis nepateko į plaučius. Jis dar kartą gerai įkvėpė dujų ir iškvėpė jas ant žvakės ugnies, tikėdamasis išvysti liepsnos pliūpsnį. Tačiau drąsaus eksperimentuotojo plaučiuose vandenilis susimaišė su oru ir įvyko stiprus sprogimas. „Maniau, kad visi mano dantys buvo išmušti kartu su šaknimis“, – vėliau rašė jis, labai patenkintas patirtimi, kuri vos nekainavo jam gyvybės.

Deuterio ir tričio gamybos istorija

Deuteris

Be „įprasto“ vandenilio (protium, iš graikų k protos– pirma), jo sunkusis izotopas yra ir gamtoje – deuterio(iš lot. deuteros – antrasis) ir nežymiais kiekiais supersunkusis vandenilis – tritis. Ilgos ir dramatiškos šių izotopų paieškos iš pradžių nedavė rezultatų dėl nepakankamo instrumentų jautrumo. 1931 metų pabaigoje grupė amerikiečių fizikų – G. Urey ir jo mokiniai F. Brickwedde'as ir J. Murphy paėmė 4 litrus skysto vandenilio ir atliko frakcinį distiliavimą, palikdami tik 1 ml nuosėdų, t.y. sumažinus garsumą 4 tūkstančius kartų. Šis paskutinis skysčio mililitras po jo išgarinimo buvo ištirtas spektroskopiniu metodu. Patyręs spektroskopuotojas Jurijus prisodrinto vandenilio spektrogramoje pastebėjo naujas labai silpnas linijas, kurių nebuvo įprastame vandenilyje. Šiuo atveju linijų padėtis spektre tiksliai atitiko jo kvantinį mechaninį 2H nuklido skaičiavimą (žr. CHEMINIAI ELEMENTAI).

Po spektroskopinio deuterio atradimo buvo pasiūlyta vandenilio izotopus atskirti elektrolizės būdu. Eksperimentai parodė, kad vandens elektrolizės metu lengvasis vandenilis iš tiesų išsiskiria greičiau nei sunkusis. Būtent šis atradimas tapo raktu į sunkiojo vandenilio gamybą. Straipsnis apie deuterio atradimą buvo paskelbtas 1932 m. pavasarį, o jau liepos mėnesį buvo paskelbti elektrolitinio izotopų atskyrimo rezultatai. 1934 metais Haroldas Claytonas Urey gavo Nobelio chemijos premiją už sunkaus vandenilio atradimą.

Tritis

1934 m. kovo 17 d. anglų žurnale „Nature“ (Nature) buvo paskelbtas nedidelis M. L. Oliphant, P. Harteck ir Rutherford pasirašytas raštelis (lordo Rutherfordo pavardė nereikalavo inicialų skelbiant!). Nepaisant kuklaus užrašo pavadinimo: Transmutacijos efektas, gautas naudojant sunkųjį vandenilį, jis pranešė pasauliui apie puikų rezultatą – dirbtinį trečiojo vandenilio izotopo – tričio – gamybą. 1946 m., gerai žinomas autoritetas branduolinės fizikos srityje, Nobelio premijos laureatas W. F. Libby teigė, kad tritis nuolat susidaro dėl atmosferoje vykstančių branduolinių reakcijų. Tačiau gamtoje tričio yra tiek mažai (1 atomas 1H 1018 atomų 3H), kad jis buvo aptiktas tik silpnu radioaktyvumu (pusėjimo laikas 12,3 metų).

Hidridai

Vandenilis sudaro junginius – hidridus su daugybe elementų. Priklausomai nuo antrojo elemento, hidridai labai skiriasi savo savybėmis. Labiausiai elektropozityvūs elementai (šarminiai ir sunkieji šarminių žemių metalai) sudaro vadinamuosius į druskas panašius joninius hidridus. Jie gaunami dėl tiesioginės metalo reakcijos su vandeniliu esant slėgiui ir aukštesnėje temperatūroje (300–700 °C), kai metalas yra išlydytas. Jų kristalinėje gardelėje yra metalo katijonų ir H-hidrido anijonų ir ji yra panaši į NaCl gardelę. Kaitinami iki lydymosi temperatūros, į druskas panašūs hidridai pradeda vesti elektros srovę ir, priešingai nei elektrolizuojant druskų vandeninius tirpalus, vandenilis išsiskiria ne katode, o teigiamai įkrautame anode. Į druskas panašūs hidridai reaguoja su vandeniu, išskirdami vandenilį ir sudarydami šarminį tirpalą, juos lengvai oksiduoja deguonis ir yra naudojami kaip stiprūs reduktorius.

Nemažai elementų sudaro kovalentinius hidridus, tarp kurių žinomiausi yra IV–VI grupių elementų hidridai, pavyzdžiui, metanas CH 4, amoniakas NH 3, vandenilio sulfidas H 2 S ir kt. Kovalentiniai hidridai yra labai reaktyvūs ir yra reduktorius. Kai kurie iš šių hidridų yra nestabilūs ir suyra kaitinant arba hidrolizuojami vandens. Pavyzdžiui, SiH 4, GeH 4, SnH 4. Struktūriniu požiūriu įdomūs boro hidridai, pavyzdžiui, B 2 H 6, B 6 H 10, B 10 H 14 ir kt., kuriuose elektronų pora suriša ne du, kaip įprasta, o tris B– H-B atomai. Kai kurie mišrūs hidridai taip pat klasifikuojami kaip kovalentiniai, pavyzdžiui, ličio aliuminio hidridas LiAlH 4, kuris organinėje chemijoje plačiai naudojamas kaip reduktorius. Germanio, silicio ir arseno hidridai naudojami didelio grynumo puslaidininkinėms medžiagoms gaminti.

Pereinamųjų metalų hidridai yra labai įvairūs savo savybėmis ir struktūra. Dažnai tai yra ne stechiometrinės sudėties junginiai, pavyzdžiui, į metalą panašus TiH 1,7, LaH 2,87 ir kt. Susidarius tokiems hidridams, vandenilis pirmiausia adsorbuojamas ant metalo paviršiaus, tada jis disocijuoja į atomus, kurie difunduoja giliai į metalo kristalinę gardelę, sudarydami intersticinius junginius. Didžiausią susidomėjimą kelia intermetalinių junginių hidridai, pavyzdžiui, turintys titano, nikelio ir retųjų žemių elementų. Vandenilio atomų skaičius tokio hidrido tūrio vienete gali būti penkis kartus didesnis nei net gryname skystame vandenilyje! Jau kambario temperatūroje minėtų metalų lydiniai geba greitai sugerti nemažus vandenilio kiekius, o kaitinami jį išskiria. Tokiu būdu gaunamos reversinės vandenilio „cheminės baterijos“, kurios iš esmės gali būti naudojamos kuriant variklius, veikiančius vandeniliniu kuru. Iš kitų pereinamųjų metalų hidridų įdomus pastovios sudėties UH 3 urano hidridas, kuris yra kitų didelio grynumo urano junginių šaltinis.

Taikymas

Vandenilis daugiausia naudojamas amoniakui, kuris reikalingas trąšų ir daugelio kitų medžiagų gamybai, gaminti. Iš skystų augalinių aliejų, naudojant vandenilį, gaunami kieti riebalai, panašūs į sviestą ir kiti gyvuliniai riebalai. Jie naudojami maisto pramonėje. Kvarcinio stiklo gaminių gamybai reikalinga labai aukšta temperatūra. Ir štai vandenilis randa pritaikymą: degiklis su vandenilio-deguonies liepsna sukuria aukštesnę nei 2000 laipsnių temperatūrą, kurioje kvarcas lengvai tirpsta.

Laboratorijose ir pramonėje plačiai taikoma įvairių junginių vandenilio pridėjimo reakcija – hidrinimas. Dažniausios reakcijos yra kelių anglies ir anglies jungčių hidrinimas. Taigi, iš acetileno galite gauti etileno arba (visiškai hidrinant) etaną, iš benzeno - cikloheksaną, iš skystos nesočiosios oleino rūgšties - kietos sočiosios stearino rūgšties ir kt. Kitų klasių organiniai junginiai taip pat yra hidrinami ir vyksta jų redukcija. Taigi hidrinant karbonilinius junginius (aldehidus, ketonus, esterius) susidaro atitinkami alkoholiai; pavyzdžiui, izopropilo alkoholis gaunamas iš acetono. Hidrinant nitro junginius, susidaro atitinkami aminai.

Hidrinimas molekuliniu vandeniliu dažnai atliekamas dalyvaujant katalizatoriams. Pramonėje, kaip taisyklė, naudojami nevienalyčiai katalizatoriai, į kuriuos įeina periodinės elementų lentelės VIII grupės metalai – nikelis, platina, rodis, paladis. Aktyviausias iš šių katalizatorių yra platina; Jis gali būti naudojamas hidrinti net aromatinius junginius kambario temperatūroje be slėgio. Pigesnių katalizatorių aktyvumą galima padidinti atliekant hidrinimo reakciją esant slėgiui aukštesnėje temperatūroje specialiuose įrenginiuose – autoklavuose. Taigi, norint hidrinti aromatinius junginius ant nikelio, reikalingas iki 200 atm slėgis ir aukštesnė nei 150°C temperatūra.

Laboratorinėje praktikoje taip pat plačiai naudojami įvairūs nekatalizinio hidrinimo būdai. Vienas iš jų – vandenilio veikimas išleidimo momentu. Tokį „aktyvųjį vandenilį“ galima gauti reaguojant metalo natriui su alkoholiu arba amalgamuotą cinką su druskos rūgštimi. Organinėje sintezėje plačiai paplito hidrinimas kompleksiniais hidridais – natrio borohidridu NaBH 4 ir ličio aliuminio hidridu LiAlH 4. Reakcija vykdoma bevandenėje terpėje, nes kompleksiniai hidridai akimirksniu hidrolizuojasi.

Vandenilis naudojamas daugelyje chemijos laboratorijų. Slėgiu laikomas plieniniuose balionuose, kurie saugumo sumetimais specialiais spaustukais tvirtinami prie sienos ar net išnešami į kiemą, o dujos plonu vamzdeliu patenka į laboratoriją.

Cheminiai elementai ir medžiagos

Dar visai neseniai žmonės tikėjo, kad atomas yra viena, nedaloma dalelė. Vėliau paaiškėjo, kad jis susideda iš branduolio ir aplink jį besisukančių elektronų. Tuo pačiu metu centrinė dalis vėl buvo laikoma nedaloma ir vientisa. Šiandien mes žinome, kad jį sudaro protonai ir neutronai. Be to, priklausomai nuo pastarųjų skaičiaus, ta pati medžiaga gali turėti kelis izotopus. Taigi, tritis yra medžiaga, kaip ją gauti ir panaudoti?

Tritis - kas tai?

Vandenilis yra paprasčiausia medžiaga gamtoje. Jei kalbėsime apie labiausiai paplitusią jo formą, kuri bus išsamiau aptarta toliau, tada jo atomą sudaro tik vienas protonas ir vienas elektronas. Tačiau jis taip pat gali priimti „papildomas“ daleles, kurios šiek tiek pakeičia jo savybes. Taigi tričio branduolys susideda iš protono ir dviejų neutronų. O jei protiumas, tai yra paprasčiausia vandenilio forma, tai negalima pasakyti apie jo „patobulintą“ versiją - gamtoje jo randama nedideliais kiekiais.

Vandenilio izotopą tritį (pavadinimas kilęs iš graikų kalbos žodžio „trečias“) 1934 m. atrado Rutherfordas, Oliphantas ir Harteckas. Ir iš tikrųjų jie bandė jį surasti labai ilgai ir atkakliai. Iškart po deuterio ir sunkaus vandens atradimo 1932 m., mokslininkai pradėjo ieškoti šio izotopo padidindami įprasto vandenilio tyrimo jautrumą. Tačiau, nepaisant visko, jų pastangos buvo bergždžios – net labiausiai koncentruotuose mėginiuose jie negalėjo gauti net užuominos apie medžiagos, kuri tiesiog privalo egzistuoti, buvimą. Tačiau galiausiai paieškas vis tiek vainikavo sėkmė – Oliphant susintetino elementą padedamas Rutherfordo laboratorijos.

Trumpai tariant, tričio apibrėžimas yra toks: radioaktyvus vandenilio izotopas, kurio branduolys susideda iš protono ir dviejų neutronų. Taigi, kas apie jį žinoma?

Apie vandenilio izotopus

Pirmasis periodinės lentelės elementas taip pat yra labiausiai paplitęs Visatoje. Be to, gamtoje jis randamas vieno iš trijų izotopų pavidalu: protiumo, deuterio arba tričio. Pirmojo branduolį sudaro vienas protonas, kuris ir suteikia jam pavadinimą. Beje, tai vienintelis stabilus elementas, neturintis neutronų. Kitas vandenilio izotopų serijoje yra deuteris. Jo atominis branduolys susideda iš protono ir neutrono, o jo pavadinimas kilęs iš graikų kalbos žodžio „antrasis“.

Laboratorijoje taip pat buvo gauti sunkesni vandenilio izotopai, kurių masės skaičius yra nuo 4 iki 7. Jų pusinės eliminacijos laikas ribojamas sekundžių dalimis.

Savybės

Tričio atominė masė yra maždaug 3,02 a. e.m. Ši medžiaga savo fizinėmis savybėmis beveik nesiskiria nuo įprasto vandenilio, tai yra, normaliomis sąlygomis tai yra lengvos dujos, be spalvos, skonio ar kvapo ir pasižyminčios dideliu šilumos laidumu. Maždaug -250 laipsnių Celsijaus temperatūroje jis tampa lengvu ir tekančiu bespalviu skysčiu. Diapazonas, kuriame jis randamas tam tikroje agregacijos būsenoje, yra gana siauras. Lydymosi temperatūra yra apie 259 laipsniai Celsijaus, žemiau kurios vandenilis tampa į sniegą panašia mase. Be to, šis elementas gana gerai tirpsta kai kuriuose metaluose.

Tačiau yra tam tikrų savybių skirtumų. Pirma, trečiasis izotopas turi mažesnį reaktyvumą, antra, tritis yra radioaktyvus ir todėl nestabilus. yra šiek tiek daugiau nei 12 metų. Radiolizės metu jis virsta trečiuoju helio izotopu, išskirdamas elektroną ir antineutriną.

Kvitas

Gamtoje tritis randamas nedideliais kiekiais ir dažniausiai susidaro viršutiniuose atmosferos sluoksniuose susidūrus kosminėms dalelėms ir, pavyzdžiui, azoto atomams. Tačiau yra ir pramoninis būdas gauti šį elementą apšvitinant ličio-6 neutronais.

Tričio sintezė maždaug 1 kilogramo masės tūryje kainuoja apie 30 mln.

Naudojimas

Taigi, mes sužinojome šiek tiek daugiau apie tritį – kas tai yra ir jo savybės. Bet kam to reikia? Išsiaiškinkime tai šiek tiek žemiau. Kai kuriais duomenimis, pasaulinė komercinė tričio paklausa siekia apie 500 gramų per metus, o dar 7 kilogramai išleidžiami karinėms reikmėms.

Amerikos energetikos ir aplinkos tyrimų instituto duomenimis, nuo 1955 iki 1996 m. JAV pagamino 2,2 šimto svorio itin sunkaus vandenilio. O 2003 metais bendros šio elemento atsargos siekė apie 18 kilogramų. Kam jie naudojami?

Pirma, tritis yra būtinas siekiant išlaikyti branduolinių ginklų kovinį efektyvumą, kurį, kaip žinome, kai kurios šalys vis dar turi. Antra, termobranduolinė energija negali apsieiti be jos. Tritis taip pat naudojamas kai kuriuose moksliniuose tyrimuose, pavyzdžiui, geologijoje jis naudojamas natūraliems vandenims datuoti. Kitas tikslas – laikrodžio foninio apšvietimo maitinimo šaltinis. Be to, šiuo metu atliekami eksperimentai kuriant itin mažos galios radioizotopų generatorius, pavyzdžiui, autonominiams jutikliams maitinti. Tikimasi, kad tokiu atveju jų tarnavimo laikas bus apie 20 metų. Tokio generatoriaus kaina bus apie tūkstantį dolerių.

Kaip originalūs suvenyrai, taip pat yra raktų pakabukai, kurių viduje yra nedidelis kiekis tričio. Jie skleidžia švytėjimą ir atrodo gana egzotiškai, ypač jei žinote apie vidinį turinį.

Pavojus

Tritis yra radioaktyvus, o tai paaiškina kai kurias jo savybes ir paskirtį. Jo pusinės eliminacijos laikas yra apie 12 metų, gaminant helią-3, išspinduliuojant antineutriną ir elektroną. Šios reakcijos metu išsiskiria 18,59 kW energijos ir beta dalelės pasiskirsto į orą. Paprastam žmogui gali pasirodyti keista, kad radioaktyvusis izotopas naudojamas, tarkime, laikrodžio apšvietimui, nes tai gali būti pavojinga, ar ne? Tiesą sakant, tritis vargu ar kelia grėsmę žmonių sveikatai, nes jo skilimo metu beta dalelės pasklinda ne daugiau kaip 6 milimetrus ir negali įveikti paprasčiausių kliūčių. Tačiau tai nereiškia, kad darbas su juo yra visiškai saugus – bet koks nurijimas su maistu, oru ar įsigėrimas per odą gali sukelti problemų. Nors daugeliu atvejų jis lengvai ir greitai pašalinamas, taip būna ne visada. Taigi, tritis – kas tai yra radiacijos pavojaus požiūriu?

Apsaugos priemonės

Nepaisant to, kad maža tričio skilimo energija neleidžia radiacijai rimtai plisti, todėl beta dalelės negali net prasiskverbti per odą, neturėtumėte pamiršti savo sveikatos. Dirbdami su šiuo izotopu, žinoma, galite nenaudoti apsaugos nuo radiacijos kostiumo, tačiau reikia laikytis pagrindinių taisyklių, tokių kaip uždara apranga ir chirurginės pirštinės. Kadangi nurijus tritis kelia didžiausią pavojų, svarbu nutraukti veiklą, kuri gali tai sukelti. Priešingu atveju nėra ko nerimauti.

Tačiau jei jo į kūno audinius patenka dideli kiekiai, priklausomai nuo poveikio trukmės, dozės ir reguliarumo gali išsivystyti ūminė arba lėtinė spindulinė liga. Kai kuriais atvejais šią ligą galima sėkmingai išgydyti, tačiau esant dideliems pažeidimams, galima mirtis.

Bet kuriame normaliame kūne yra tričio pėdsakų, nors jie yra visiškai nereikšmingi ir beveik neveikia kūną.

Super sunkus vanduo

Tritis, kaip ir paprastas vandenilis, gali sudaryti naujas medžiagas. Visų pirma, jis yra įtrauktas į vadinamojo supersunkaus (supersunkaus) vandens molekulę. Šios medžiagos savybės per daug nesiskiria nuo kiekvienam žmogui žinomo H 2 O Nepaisant to, kad tričio vanduo taip pat gali dalyvauti medžiagų apykaitoje, jis yra gana toksiškas ir pašalinamas per dešimties dienų laikotarpį. audiniai gali gauti gana didelį švitinimo laipsnį. Ir nors ši medžiaga pati savaime yra mažiau pavojinga, ji pavojingesnė dėl periodo, per kurį ji išlieka organizme.