氚核
读音:chuān hé
氚分子式:T,3H
用中子轰击锂可产生氚。
自然界中存在极微,从核反应制得。主要用于热核反应。
元素氢的一种放射性同位素。符号,简写为3H,氚还有其专用符号T。它的原子核由一颗质子和二颗中子组成。氚的拉丁文名为tritium,意为“第三”又称超重氢。氚的质量数为3,在天然氢中,氚的含量为1×10-15%。1934年,英国E.卢瑟福等人在加速器上用加速的氘核轰击氘靶,通过核反应发现氚,美国W.W.洛齐尔等证实重水中存在氚,1939年美国L.W.阿耳瓦雷等证明氚有放射性。但是由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子,不会穿透人体,因此只有大量吸入氚才会对人体有害。氚会发射β射线而衰变成氦3,半衰期为12.5年:
3H→3He+e
自然界的氚是宇宙射线与上层大气间作用,通过核反应生成的。氚的性质与氢很相似。
利用反应堆的中子,采用氟化锂、碳酸锂或锂镁合金做靶材,能大量生产氚:
Li+n→4He+3H然后利用热扩散法,使氚富集至99%以上。氚主要用于热核武器、科学研究中的标记化合物,制作发光氚管,还可能成为热核聚变反应的原料。
氚可与氧化合成氧化氚,即超重水。除氕氘氚外,氢还有两种同位素:氢四和氢五,这两种同位素都不稳定,在自然界中极少。
氢的同位素氢有三种同位素:氕(氢1)、氘(氢2)、氚(氢3),我们平时见到的氢以氕为主,含少量氘;氦也有氦3和氦4两种同位素,氦3不稳定,一般见到的是氦4。
氢聚变为氦的反应可以有多种形式:
4个氕聚变为一个氦4;
2个氘聚变为一个氦4;
一个氘 + 一个氚 = 一个氦4 + 一个中子
还有其它的形式就不列举了,并且要注意上面只是简单得说明,其实聚变过程中还有其它粒子产生。
总之要聚变成氦4,至少要有4个核子,是质子和中子无所谓,因为质子和中子在一定条件下是可以互相转化的。如果聚变中的核子超过4个了,多余的通常会以中子形式释放出来。
可以仔细研究下氦4的核质量,以及中子、质子的质量,你会发现由两个质子加两个中子组成的氦4核,比两个自由的质子及两个自由的中子质量之和要小,这就是质量亏损的来源,核聚变的巨大能量就来源于这个质量差。
也可以理解为聚变后,每个质子和中子的质量都减小了,正如前几天的一个问题,当一人从高处跳到地面,如果释放的能量通过辐射发散到外太空,你可以发现地球和那个人的质量都有微小的下降。