Le tritium est le nom qui a été donné à l'un des isotopes de l'élément chimique de l'hydrogène, dont le symbole est généralement T ou 3 H, bien qu'il soit également appelé hydrogène-3. Ceci est largement utilisé dans un grand nombre d'applications, notamment dans le domaine nucléaire.
De même, dans les années 1930, cet isotope est né pour la première fois, à partir du bombardement par des particules de haute énergie (appelées deutérons) d'un autre isotope du même élément appelé deutérium, grâce aux scientifiques P. Harteck, ML Oliphant et E. Rutherford.
Ces chercheurs n'ont pas réussi à isoler le tritium malgré leurs tests, qui ont donné des résultats concrets entre les mains de Cornog et Álvarez, découvrant à leur tour les qualités radioactives de cette substance.
Sur cette planète, la production de tritium est extrêmement rare dans la nature, ne provenant que de si petites proportions qu'elles sont considérées comme des traces grâce aux interactions atmosphériques avec le rayonnement cosmique.
Structure
Quand on parle de la structure du tritium, la première chose à noter est son noyau, qui a deux neutrons et un seul proton, ce qui lui donne une masse trois fois supérieure à celle de l'hydrogène ordinaire.
Cet isotope a des propriétés physiques et chimiques qui le distinguent des autres espèces isotopiques dérivées de l'hydrogène, malgré leurs similitudes structurelles.
En plus d'avoir un poids ou une masse atomique d'environ 3 g, cette substance présente une radioactivité dont les caractéristiques cinétiques montrent une demi-vie d'environ 12,3 ans.
L'image du haut compare les structures des trois isotopes connus de l'hydrogène, appelés protium (l'espèce la plus abondante), deutérium et tritium.
Les caractéristiques structurales du tritium lui permettent de coexister avec l'hydrogène et le deutérium dans l'eau qui provient de la nature, dont la production est peut-être due à l'interaction qui se produit entre le rayonnement cosmique et l'azote d'origine atmosphérique.
En ce sens, dans l'eau d'origine naturelle, cette substance est présente à raison de 10 -18 par rapport à l'hydrogène ordinaire; c'est-à-dire une abondance négligeable qui ne peut être reconnue que comme des traces.
Quelques faits sur le tritium
Diverses méthodes de production de tritium ont été étudiées et utilisées en raison de son grand intérêt scientifique pour ses propriétés radioactives et écoénergétiques.
Ainsi, l'équation suivante montre la réaction générale par laquelle cet isotope est produit, à partir du bombardement d'atomes de deutérium avec des deutons à haute énergie:
D + D → T + H
De même, elle peut être réalisée sous forme de réaction exothermique ou endothermique par un procédé appelé activation neutronique de certains éléments (comme le lithium ou le bore), et en fonction de l'élément traité.
En plus de ces méthodes, le tritium peut rarement être obtenu à partir de la fission nucléaire, qui consiste en la division du noyau d'un atome considéré comme lourd (dans ce cas, les isotopes de l'uranium ou du plutonium) pour obtenir deux ou plusieurs noyaux de plus petits taille, produisant d'énormes quantités d'énergie.
Dans ce cas, l'obtention de tritium se produit comme sous-produit ou sous-produit, mais ce n'est pas le but de ce mécanisme.
A l'exception du procédé précédemment décrit, tous ces procédés de production de cette espèce isotopique sont réalisés dans des réacteurs nucléaires, dans lesquels les conditions de chaque réaction sont contrôlées.
Propriétés
- Produit une énorme quantité d'énergie lorsqu'il provient du deutérium.
- Il possède des propriétés de radioactivité, ce qui continue de susciter l'intérêt des scientifiques pour la recherche sur la fusion nucléaire.
- Cet isotope est représenté sous sa forme moléculaire comme T 2 ou 3 H 2, dont le poids moléculaire est d'environ 6 g.
- Semblable au protium et au deutérium, cette substance est difficile à confiner.
- Lorsque cette espèce se combine avec l'oxygène, elle produit un oxyde (représenté par T 2 O) qui est en phase liquide et est communément appelé eau super lourde.
- Il est capable de subir une fusion avec d'autres espèces légères plus facilement que celle représentée par l'hydrogène ordinaire.
- Il présente un danger pour l'environnement s'il est utilisé de manière massive, notamment dans les réactions des processus de fusion.
- Il peut former avec l'oxygène une autre substance appelée eau semi-super lourde (représentée par HTO), qui est également radioactive.
- Il est considéré comme un générateur de particules de faible énergie, appelé rayonnement bêta.
- Lorsqu'il y a eu des cas de consommation d'eau tritiée, il a été observé que sa demi-vie dans l'organisme reste de l'ordre de 2,4 à 18 jours, étant ensuite excrétée.
Applications
Parmi les applications du tritium, se distinguent les processus liés aux réactions de type nucléaire. Voici une liste de ses utilisations les plus importantes:
- Dans le domaine de la radioluminescence, le tritium est utilisé pour produire des instruments qui permettent l'éclairage, notamment de nuit, dans différents appareils à usage commercial tels que montres, couteaux, armes à feu, entre autres, par auto-alimentation.
- Dans le domaine de la chimie nucléaire, des réactions de ce type sont utilisées comme source d'énergie dans la fabrication d'armes nucléaires et thermonucléaires, en plus d'être utilisées en combinaison avec du deutérium pour des procédés de fusion nucléaire contrôlés.
- Dans le domaine de la chimie analytique, cet isotope peut être utilisé dans le processus de marquage radioactif, où le tritium est placé dans une espèce ou une molécule spécifique et il peut être suivi pour les études que l'on souhaite réaliser.
- Dans le cas du milieu biologique, le tritium est utilisé comme traceur transitoire dans les processus océaniques, ce qui permet d'étudier l'évolution des océans sur Terre dans les domaines physique, chimique et même biologique.
- Entre autres applications, cette espèce a été utilisée pour fabriquer une batterie atomique afin de produire de l'énergie électrique.
Références
- Britannica, E. (nd). Tritium. Récupéré de britannica.com
- PubChem. (sf). Tritium. Récupéré de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipédia. (sf). Deutérium. Récupéré de en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chimie, neuvième édition. Mexique: McGraw-Hill.
- Vasaru, G. (1993). Séparation des isotopes du tritium. Obtenu sur books.google.co.ve