氕氘氚
氕氘氚 |
中文名稱 : 氕氘氚 外文名稱 : Protium(氕)Deuterium(氘)Tritium(氚) 別 稱 : 氫、重氫、超重氫 放 射 性 : 氕不具有放射性,氘和氚具有 讀 音 : 氕[piē]、氘[dāo]、氚[chuān] |
氕氘氚都是氫的同位素。
氕(piē )原子質量為1的普通的輕氫同位素。氫的同位素之一。符號H。質量數1。它是氫的主要成分。氘(dāo) 氫的同位素。其原子量為普通輕氫的二倍。少量的存在於天然水中。用於核反應。並在化學和生物學的研究工作中作示蹤原子 氘(dāo )。氫的同位素之一。 氚(chuān) 氫的放射性同位素。原子量為普通氫的三倍。半衰期12。5年。蛻變時放出β射線後形成質量數為三的氦。用中子轟擊鋰可產生氚。即「超重氫」。符號T。質量數3。具有放射性。自然界中存在極微。從核反應製得。主要用於熱核反應。
氫只有三種同位素:氕(P)原子核內有1個質子。無中子。豐度為99。98%;氘(D)(又叫重氫) 。原子核內有1個質子。1個中子。豐度0。016%;氚(T)(又叫超重氫)。原子核內有1個質子。2個中子。豐度0。004%。
目錄
氕[piē]
原子質量為1的普通的輕氫同位素。氫的同位素之一,符號H。質量數1。它是氫的主要成分。氕(1H)通常稱為氫,它是氫的主要穩定同位素,其天然豐度為99.985%,按原子百分數計,它是宇宙中最多的元素[1],在地球上的含量僅次於氧,它主要分布於水及各種碳氫化合物中,在空氣中的含量僅為5X10 -5%。氕的原子序數為1,原子量為1.007947。在常溫下,它是無色無臭的氣體[2]。
氕不但是一種優質燃料,還是石油、化工、化肥和冶金工業中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精煉需要氫,如烴的增氫、煤的氣化、重油的精煉等;化工中制氨、制甲醇也需要氫。氫還用來還原鐵礦石。用氫製成燃料電池可直接發電。採用燃料電池和氫氣-蒸汽聯合循環發電,其能量轉換效率將遠高於現有的火電廠。隨着制氫技術的進步和貯氫手段的完善,氫能將在21世紀的能源舞台上大展風采。
氘[dāo]
氫的同位素,其原子量為普通輕氫的二倍,少量的存在於天然水中,用於核反應,並在化學和生物學的研究工作中作示蹤原子。
氘為氫的一種穩定形態同位素,也被稱為重氫,元素符號一般為D或2H。質量數2。它的原子核由一顆質子和一顆中子組成。在大自然的含量約為一般氫的7000分之一,用於熱核反應,聚變時放出β射線後形成質量數為 3 的氦。氘被稱為「未來的天然燃料」[3]。
常溫下,氘是一種無色、無味、無毒無害的可燃性氣體。它用於核能、可控核聚變反應、氘化光導纖維、氘潤滑油、激光器、燈泡、實驗研究、半導體材料韌化處理以及核醫學,核農業等方面;另外在軍事上,它也有一些重要的用途,比如製造氫彈,中子彈和東風激光武器。
氚[chuān]
氫的放射性同位素,原子量為普通氫的三倍,半衰期12.5年,蛻變時放出β射線後形成質量數為三的氦。用中子轟擊鋰可產生氚。氫的同位素之一,即「超重氫」。符號T,質量數3。具有放射性。
在地球的自然界中,相比一般的氫氣,氚的含量極少。氚的產生是當宇宙射線所帶的高能量中子撞擊氘核,其氘核與中子結合為氚核。氚與氘一樣,都是製造氫彈的原料。自然界中存在極微,從核反應製得。主要用於熱核反應。
用途
氫-1(1H,氕)相對豐度為99.98%,氫-2(2H,氘,也叫重氫)相對豐度為0.016%,這兩種氫是在自然界中穩定的同位素。從核反應中還找到質量數為3的同位素氫-3(3H,氚,也叫超重氫),它在自然界中含量極微,僅為0.004%。氫-2(2H,氘,也叫重氫),氫-3(3H,氚,也叫超重氫),也是製造氫彈的原料。
歷史
早在第二次世界大戰期間,氫即用作A-2火箭發動機的液體推進劑。1960年液氫首次用作航天動力燃料。1970年美國發射的「阿波羅」登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料。
在超聲速飛機和遠程洲際客機上以氫作動力燃料的研究已進行多年。
在交通運輸方面,美、德、法、日等汽車大國早已推出以氫作燃料的示範汽車,並進行了幾十萬公里的道路運行試驗。其中美、德、法等國是採用氫化金屬貯氫,而日本則採用液氫。以氫作燃料的汽車在經濟性、適應性和安全性三方面均有良好的前景[4]。
前景與實用
許多國家都在大力進行氚氘熱核聚變自持反應堆的研究開發,並已取得了重要進展。經反應堆中子輻照過的鋰鋁合金,用加速的氘核來轟擊氚靶可以通過這種核反應產生12~20兆電子伏的單能中子,對核科學技術的研究非常有用。用氚靶製成的中子管(中子發生器)已有商品出售。
氚水(超重水) 氚水是水的唯一理想的放射性示蹤劑,在地下水分布的測定、水庫滲漏的測定、河流、湖泊、泉水流動的跟蹤、1954~1963年期間大氣層的氫彈試驗、冰川運動的觀測以至水文學各方面的研究工作中應用很廣。氚和氚標記化合物對於化學反應的研究,尤其是生物、醫學、生化、生命科學等的研究特別有用[5]。