氚核

用於熱核反應的原子核

氚核(triton)是由一個質子和兩個中子組成的原子核。氫的一種同位素原子核。結合能是8.481,821兆電子伏。它是β放射性的核素半衰期為3.87×10秒。氚核與其他核素,如氘核發生反應發射中子的閾能低,截面大,產生的中子能量高。因此,可用作中子源的材料或核聚變的燃料。自然界中存在極微,從核反應中製得,主要用於熱核反應。

正文


讀音:chuān hé
氚分子式:T,3H
用中子轟擊鋰可產生氚。
自然界中存在極微,從核反應製得。主要用於熱核反應。
元素氫的一種放射性同位素。符號,簡寫為3H,氚還有其專用符號T。它的原子核由一顆質子和二顆中子組成。氚的拉丁文名為tritium,意為“第三”又稱超重氫。氚的質量數為3,在天然氫中,氚的含量為1×10-15%。1934年,英國E.盧瑟福等人在加速器上用加速的氘核轟擊氘靶,通過核反應發現氚,美國W.W.洛齊爾等證實重水中存在氚,1939年美國L.W.阿耳瓦雷等證明氚有放射性。但是由於氚的β衰變只會放出高速移動的電子,不會穿透人體,因此只有大量吸入氚才會對人體有害。氚會發射β射線而衰變成氦3,半衰期為12.5年:
3H→3He+e
自然界的氚是宇宙射線與上層大氣間作用,通過核反應生成的。氚的性質與氫很相似。
利用反應堆的中子,採用氟化鋰碳酸鋰或鋰鎂合金做靶材,能大量生產氚:
Li+n→4He+3H然後利用熱擴散法,使氚富集至99%以上。氚主要用於熱核武器、科學研究中的標記化合物,製作發光氚管,還可能成為熱核聚變反應的原料。
氚可與氧化合成氧化氚,即超重水。除氕氘氚外,氫還有兩種同位素:氫四和氫五,這兩種同位素都不穩定,在自然界中極少。

氫的同位素


氫有三種同位素:氕(氫1)、氘(氫2)、氚(氫3),我們平時見到的氫以氕為主,含少量氘;氦也有氦3和氦4兩種同位素,氦3不穩定,一般見到的是氦4。
氫聚變為氦的反應可以有多種形式:
4個氕聚變為一個氦4;
2個氘聚變為一個氦4;
一個氘 + 一個氚 = 一個氦4 + 一個中子
還有其它的形式就不列舉了,並且要注意上面只是簡單得說明,其實聚變過程中還有其它粒子產生。
總之要聚變成氦4,至少要有4個核子,是質子和中子無所謂,因為質子和中子在一定條件下是可以互相轉化的。如果聚變中的核子超過4個了,多餘的通常會以中子形式釋放出來。
可以仔細研究下氦4的核質量,以及中子、質子的質量,你會發現由兩個質子加兩個中子組成的氦4核,比兩個自由的質子及兩個自由的中子質量之和要小,這就是質量虧損的來源,核聚變的巨大能量就來源於這個質量差。
也可以理解為聚變后,每個質子和中子的質量都減小了,正如前幾天的一個問題,當一人從高處跳到地面,如果釋放的能量通過輻射發散到外太空,你可以發現地球和那個人的質量都有微小的下降。