Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Elementit ja isotoopit
- Käyttää vetyä
- Käyttöaineet deuteriumille
- Käyttökohteet tritiumille
Luonnossa valtaosalla vetyatomeista ei ole neutroneja; nämä atomit koostuvat vain yhdestä elektronista ja yhdestä protonista ja ovat kevyimpiä atomeja. Harvoissa vedyn isotoopeissa, nimeltään deuterium ja tritium, on kuitenkin neutroneja. Deuteriumilla on yksi neutroni, ja tritiumilla, joka on epävakaa ja jota ei ole luonnossa nähty, on kaksi.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Suurimmalla osalla vetyatomeista ei ole neutronia. Harvinaisissa vedyn isotoopeissa, nimeltään deuterium ja tritium, on kuitenkin yksi ja kaksi neutronia.
Elementit ja isotoopit
Useimmissa jaksollisen taulun elementteissä on useita isotooppeja - elementin ”serkuja”, joilla on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja. Isotoopit näyttävät hyvin samanlaisilta toisistaan ja niillä on samanlaiset kemialliset ominaisuudet. Esimerkiksi runsaan hiili-12-isotoopin rinnalla löydät pieniä määriä radioaktiivista hiiltä-14 käytännöllisesti katsoen kaikista elävistä esineistä. Koska neutroneilla on massa, isotooppien painot ovat kuitenkin hieman erilaisia. Tutkijat voivat havaita eron massaspektrometrillä ja muilla erikoislaitteilla.
Käyttää vetyä
Vety on maailmankaikkeuden runsain alkuaine. Maapallolla löydät harvoin vetyä itsestään; paljon useammin se yhdistetään hapen, hiilen ja muiden alkuaineiden kanssa kemiallisissa yhdisteissä. Esimerkiksi vesi on vety ja happea. Vetyllä on tärkeä merkitys hiilivedyissä, kuten öljyissä, sokereissa, alkoholissa ja muissa orgaanisissa aineissa. Vety toimii myös ”vihreänä” energialähteenä; palaa ilmassa; se antaa lämmön ja puhtaan veden tuottamatta hiilidioksidia2 tai muut haitalliset päästöt.
Käyttöaineet deuteriumille
Vaikka deuterium, joka tunnetaan myös nimellä “raskas vety”, esiintyy luonnossa, se on vähemmän runsasta, mikä vastaa yhtä jokaisesta 6420 vetyatomista. Kuten vety, se yhdistyy hapen kanssa tuottamaan “raskasta vettä”, ainetta, joka näyttää ja käyttäytyy paljon kuin tavallinen vesi, mutta joka on hiukan raskaampi ja jolla on korkeampi jäätymispiste, 3,8 astetta (38,4 astetta Fahrenheit), verrattuna 0 asteeseen Celsius (32 astetta Fahrenheit). Ylimääräiset neutronit tekevät raskaasta vedestä hyödyllistä säteilysuojauksille ja muille sovelluksille tieteellisessä tutkimuksessa. Koska harvinainen, raskas vesi on myös paljon kalliimpaa kuin tavallinen. Sen lisäpaino tekee siitä kemiallisesti jonkin verran outoa veteen verrattuna. Normaalissa pitoisuudessa se ei ole mitään hätää; yli 25 prosentin määrät vahingoittavat kuitenkin verta, hermoja ja maksaa, ja erittäin korkeat pitoisuudet voivat olla tappavia.
Käyttökohteet tritiumille
Kaksi ylimääräistä tritiumista löytynyttä neutronia tekevät siitä radioaktiivisen, hajoamalla, puoliintumisaika 12,28 vuotta. Ilman luonnollista tritiumin saatavuutta, se on valmistettava ydinreaktorissa. Vaikka tritiumin säteily on jonkin verran vaarallista, tritium voi olla hyödyllinen pieninä määrinä ja huolellisella käsittelyllä ja varastoinnilla. Tritiumilla tehdyt ”poistumis” -merkit tuottavat pehmeän hehkua, joka pysyy näkyvänä jopa 20 vuotta; koska he eivät tarvitse sähköä, ne tarjoavat turvavalaistuksen sähkökatkoksen ja muiden hätätilanteiden aikana. Tritiumilla on muita käyttökohteita tutkimuksessa, kuten veden virtauksen jäljittäminen; sillä on rooli myös joissain ydinaseissa.