Ciências e Tecnologia » Física » Trítio o mais raro isótopo de hidrogênio

Trítio o mais raro isótopo de hidrogênio

O Trítio, também conhecido por Trício ou pelo símbolo T, 3H ou ainda hidrogénio-3 ​​é um isótopo radioativo de hidrogênio. O núcleo do trítio (às vezes chamado de triton) contém um próton e dois nêutrons, enquanto o núcleo do protium (de longe o mais abundante isótopo do hidrogênio), contém um próton e nenhum nêutron. O Trítio ocorre naturalmente, e é extremamente raro na Terra, onde pequenas quantidades são formadas pela interação da atmosfera com raios cósmicos. O nome deste isótopo vem da palavra grega “tritos”, que significa “terceiro”.

Usos e aplicações

Trítio o mais raro isótopo de hidrogênioIluminação

Muitos dos objetos fluorescentes que encontramos por ai contém pequenas quantidades de trítio o que confere essa característica.

Fissão Nuclear

O trítio é um componente importante em armas nucleares. Ele é usado para aumentar a eficiência e produtividade de bombas de fissão e os estágios de fissão de bombas de hidrogênio em um processo conhecido como “impulsionamento”, bem como em iniciadores de nêutrons externos para essas armas.

Iniciar a reação em cadeia

Acionado por um interruptor ultra-rápido como um krytron, um pequeno acelerador de partículas leva íons de deutério e trítio a energias acima de 15 kilo-elétron-volts ou mais necessários para a fusão deutério-trítio e os direciona para um alvo de metal, onde o trítio e o deutério são adsorvidos como hidretos. Os nêutrons de alta energia gerados pela fusão resultante irradiam em todas as direções. Alguns deles atingem os núcleos de plutônio ou urânio no poço do primário, iniciando reação nuclear em cadeia.

Fusão nuclear

O trítio é um importante combustível para a fusão nuclear controlada no confinamento magnético e nos projetos de reatores de fusão por confinamento inercial.  A reação deutério-trítio é favorável, uma vez que tem a maior seção transversal de fusão e atinge esta seção transversal máxima com o menor de energia (cerca de 65 centros de massa keV) de qualquer combustível potencial fusão.

Na química analítica

É utilizado como um marcador radioativo por ter a vantagem que o hidrogênio aparece em quase todos os produtos químicos orgânicos, tornando mais fácil encontrar um lugar para colocar o trítio na molécula sob investigação. Tem a desvantagem de produzir um sinal relativamente fraco.

Principais propriedades

Trítio tem uma massa atômica de 3.0160492 u. É um gás (T2 or 3H2), à temperatura e pressão padrão. Ele combina com o oxigênio para formar um líquido chamado água tritiada, T2O. Sua radioatividade é de 9650 curies por grama. (357 MBq / g)
Todos os núcleos atômicos, sendo composto de prótons e nêutrons, se repelem por causa de sua carga positiva. No entanto, se os átomos têm uma temperatura e pressão suficientemente elevada (como por exemplo, no núcleo do Sol), em seguida, os seus movimentos aleatórios podem superar essa repulsão eléctrica (denominada a força de Coulomb), e que podem chegar perto o suficiente para a força nuclear fazer efeito, fundindo-os em átomos mais pesados.

O núcleo de trítio, que contém um próton e dois nêutrons, tem a mesma carga que o núcleo do hidrogênio comum, e ele experimenta a mesma força de repulsão eletrostática quando perto de outro núcleo atômico. No entanto, os nêutrons no núcleo de trítio aumentam a força nuclear forte atraente quando perto o suficiente de outro núcleo atômico. Como resultado, o trítio pode mais facilmente se fundir com outros átomos, em comparação com a capacidade de hidrogênio.

Decaimento do Trítio

Enquanto trítio tem vários valores determinados experimentalmente diferentes para sua meia-vida, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA aponta para algo em torno de 4.500 ± 8 dias (cerca de 12,32 anos). Ele decai em hélio-3 por decaimento beta, e ele libera 18,6 keV de energia no processo. A energia cinética do elétron varia, com uma média de 5,7 keV, enquanto que a energia restante é levada pelo antineutrino do elétron quase indetectável. As partículas beta do trítio podem penetrar apenas \approx 6,0 mm no ar, e elas são incapazes de atravessar a camada mais externa da pele humana morta. A anormalmente baixa energia liberada no decaimento beta do trítio faz a decadência (junto com o de rênio -187) apropriada  em laboratório para medições de massa de neutrinos absoluta (a experiência mais recente é KATRIN).

O trítio é potencialmente perigoso se inalado ou ingerido. Pode combinar-se com oxigênio para formar moléculas de água tritiadas, e estas podem ser absorvidas pelos poros da pele. O baixo consumo de energia de radiação do trítio torna difícil detectar compostos marcados com trítio, exceto usando contagem de cintilação líquida.

Produto de decaimento do trítio, hélio-3, tem uma seção transversal muito grande para reagir com nêutrons térmicos, expulsando um próton, por isso é rapidamente convertido de volta para trítio em reatores nucleares.

Produção de Trítio

O trítio é produzido em reatores nucleares por ativação de nêutrons do lítio-6. Isto é possível com neutrons de qualquer energia, e é uma reação exotérmica dando origem a 4,8 MeV. Em comparação, a fusão do deutério com trítio libera cerca de 17,6 MeV de energia. Nêutrons de alta energia podem também produzir trítio a partir do lítio-7 em uma reação endotérmica, consumindo 2,466 MeV. Isto foi descoberto quando o teste nuclear 1954 Castelo Bravo produziu um rendimento inesperadamente elevado. Neutrons de alta energia irradiando boro-10 também, ocasionalmente, produzem Trítio.

O trítio é também produzido em reatores moderados a água pesada, sempre que um núcleo de deutério captura um nêutron. Essa reação tem uma seção transversal de absorção muito pequena, tornando a água pesada um bom moderador de nêutrons, e relativamente pouco trítio é produzido.

Produção por fissão nuclear

O trítio é um produto incomum da fissão nuclear do urânio-235, plutônio-239 e urânio-233, com uma produção de cerca de um por cada 10.000 fissões. O lançamento ou recuperação de trítio precisa ser considerado na operação de reatores nucleares, especialmente no reprocessamento de combustíveis nucleares e no armazenamento de combustível nuclear usado. A produção de trítio não é uma meta, mas sim um efeito colateral.

Produção de trítio por raios cósmicos

Trítio ocorre naturalmente devido a raios cósmicos que interagem com os gases atmosféricos. Na reação mais importante para a produção natural, um nêutron rápido (que deve ter energia superior a 4,0 MeV) interage com o nitrogênio atmosférico. O inventário de equilíbrio global de trítio é aproximadamente constante devido a uma taxa de produção fixa e perdas proporcionais ao inventário.

De acordo com um relatório de 1996 do Instituto de Energia e Pesquisa Ambiental sobre o Departamento de Energia dos EUA, apenas 225 kg (496 lb) de trítio foram produzidas nos Estados Unidos desde 1955. Desde que decai continuamente em hélio-3, o montante total restante foi cerca de 75 kg (165 lb) no momento do relatório.

Compartilhe issoShare on FacebookTweet about this on TwitterPin on PinterestShare on StumbleUponShare on LinkedInShare on RedditEmail this to someoneShare on Google+

Escrito por Equipe de Redação Ciências e Tecnologia

6 Comentários

  1. veel schrijffouten …

  2. muy bueno

  3. El protio, o hidrógeno elemental, consta sólo de un protón, y no un neutrón como aparece al comuenzo de éste artículo. Cuando posee un p y un n, se habla de deuterio (D). Muchos errores, y pésima traducción.

  4. esta muy bueno

Seu comentário é bem vindo

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *

*

O Trítio, também conhecido por Trício ou pelo símbolo T, 3H ou ainda hidrogénio-3 ​​é um isótopo radioativo de hidrogênio. O núcleo do trítio (às vezes cha