Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Elemek és izotópok
- Hidrogén felhasználás
- A deutérium felhasználása
- Tritium felhasználás
A természetben a hidrogénatomok túlnyomó többségében nincsenek neutronok; ezek az atomok csak egy elektronból és egy protonból állnak, és a lehető legkisebb atomok. Azonban a ritka hidrogén izotópok, nevezetesen deutérium és trícium, rendelkeznek neutronokkal. A deutériumnak van egy neutronja, és a tritiumnak, amely instabil és a természetben nem látható, kettővel rendelkezik.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A legtöbb hidrogénatomnak nincs neutronja. A ritka hidrogén izotópok, nevezetesen deutérium és trícium, mindegyikének egyenként egy és két neutronja van.
Elemek és izotópok
A periódusos rendszer legtöbb elemének több izotópja van - az elem „unokatestvérei”, amelyek azonos számú protonnal rendelkeznek, de eltérő számú neutronnal rendelkeznek. Az izotópok nagyon hasonlóak egymáshoz és hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Például a bőséges szén-12 izotóp mellett gyakorlatilag minden élő anyagban kis mennyiségű radioaktív szén-14 található. Mivel azonban a neutronok tömege, az izotópok tömege kissé eltér. A tudósok tömegspektrométer és más speciális berendezés segítségével észlelhetik a különbséget.
Hidrogén felhasználás
A hidrogén a leggazdagabb elem az univerzumban. A Földön ritkán talál önmagában hidrogént; sokkal gyakrabban kombinálják oxigénnel, szénnel és más kémiai vegyületek elemeivel. A víz például hidrogénatommal van összekapcsolva az oxigénnel. A hidrogén fontos szerepet játszik a szénhidrogénekben, például olajokban, cukrokban, alkoholokban és más szerves anyagokban. A hidrogén „zöld” energiaforrásként is szolgál; levegőben égve; hőt és tiszta vizet bocsát ki szén-dioxid képződés nélkül2 vagy egyéb káros kibocsátások.
A deutérium felhasználása
Bár a deutérium, más néven „nehéz hidrogén”, természetesen fordul elő, kevésbé bőséges, az összes 6420 hidrogénatom közül egyet jelent. Mint a hidrogén, az oxigénnel kombinálva „nehéz vizet” hoz létre, amely olyan anyagnak tűnik és viselkedik, mint a normál víz, de enyhén nehezebb és magasabb fagypontú, 3,8 Celsius fok (38,4 fok Fahrenheit), mint 0 fok Celsius (32 fok). Az extra neutronok hasznosítják a nehéz vizet sugárzás elleni védelemben és egyéb alkalmazásokban a tudományos kutatásban. Mivel ritka, a nehéz víz is sokkal drágább, mint a szokásos. Extra súlya kémiailag kissé furcsának teszi a vizet. Normál koncentráció esetén semmiért nem kell aggódni; azonban a 25% feletti összegek károsítják a vért, az idegeket és a májat, és a nagyon magas koncentráció halálos lehet.
Tritium felhasználás
A tríciumban található további két neutron radioaktívvá teszi azt, amelynek felezési ideje 12,28 év. A trícium természetes ellátása nélkül atomreaktorokban kell előállítani. Noha a sugárzása kissé veszélyes, kis mennyiségben, körültekintő kezelés és tárolás mellett a trícium hasznos lehet. A tríciummal készített „kilépés” jelek lágy fényt adnak, amely 20 évig látható marad; mivel nincs szükségük villanyra, biztonsági megvilágítást biztosítanak áramszünet és más vészhelyzet esetén. A tríciumnak más felhasználása van a kutatásban, például a vízáram nyomon követése; szerepet játszik egyes nukleáris fegyverekben is.