氢同位素
hydrogen isotope
自然界中氢以1H(氕,H),2H(氘,D),3H(氚,T)三种同位素的形式存在,相对丰度分别为99.985%,0.015%,10%,其中氚具放射性,半衰期为12.33年。
天然物质的氢同位素组成由D/H比值确定的δ(D)表示,以标准平均海洋水(SMOW)作为标准品。
在地球科学中氢同位素通常与氧同位素或碳同位素配合,研究大气降水的成岩成矿作用及石油与天然气的成因。可用于热核反应和标记化合物等。
液氢精馏、水电解或重水分解均可大规模制氘。液氖吸收法制氘的成本可与液氢精馏法相比。吸附分离与色谱分离是小规模制氘的好方法。利用像热扩散塔中实行自然对流的电泳法,设备简单、能耗小,预计可以以硫化氢双温交换过程(GS过程)竞争。激光分离氢同位素是很有希望的方法。采用氟化氘-水激光分离体系,投资比GS过程节约80%~90%,操作费用节约5/6,已接近实现工业生产水平。
氕〈名〉piē
原子质量为1的普通的轻氢同位素
氕piē氢的同位素之一,符号H。质量数1。它是氢的主要成分。
氘 <名>dāo
氢的同位素,其原子量为普通轻氢的二倍,少量的存在于天然水中,用于核反应,并在化学和生物学的研究工作中作示踪原子
氘dāo 1.氢的同位素之一。符号冈或D
氚〈名〉chuān
氢的放射性同位素,原子量为普通氢的三倍,半衰期12.5年,蜕变时放出β射线后形成质量数为三的氦。用中子轰击锂可产生氚
氚chuān氢的同位素之一,即"超重氢"。符号T,质量数3。具有放射性。自然界中存在极微,从核反应制得。主要用于热核反应。
氢-4氢4-是氢的同位素之一,它包含了质子和三个中子。在实验室里,是用氘的原子核来轰炸氚的原子核,来合成一个氢4的原子核。在这过程中,氚的原子核会从氘的原子核上吸收一个中子。氢4的质量为4.0279121U,半衰期为9.93696x10秒。
氢-5氢-5是氢的同位素之一,它的原子核包含了四个中子和一个质子,在实验室里用一个氚的原子核来轰炸氚,这让氚吸收两个氚原子核的质子而形成了氢5。氢5的半衰期非常短,只有8.01930×10秒。
氢-6氢-6不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和五个中子,半衰期为3×10秒 。
氢-7氢-7不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和六个中子。
图表符号
Z(p)
N(n)
原子质量单位(u)
半衰期
原子核自旋
丰度
丰度的变化率
1H
1
0
1.00782503207(10)
稳定 [>2.8×1023 年]
1/2+
0.999885(70)
0.999816-0.999974
2H
1
1
2.0141017778(4)
稳定
1+
0.000115(70)
0.000026-0.000184
3H
1
2
3.0160492777(25)
12.32(2) 年
1/2+
4H
1
3
4.02781(11)
1.39(10)×10-22 s [4.6(9) MeV]
2-
5H
1
4
5.03531(11)
>9.1×10-22 s ?
(1/2+)
6H
1
5
6.04494(28)
2.90(70)×10-22 s [1.6(4) MeV]
2-#
7H
1
6
7.05275(108)#
2.3(6)×10-23# s [20(5)# MeV]
1/2+#
备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。