1 Физико-химические и ядерно-физические свойства трития

Обычный водород является смесью трех изотопов – двух стабильных ₁Н¹, ₁Н² (или ₁D²) и одного радиоактивного ₁Н³ (или ₁Т³). Тритий – радиоактивный изотоп водорода (обозначается символом Т и ³Н), существует в составе воды (НТО, Т₂О, ДТО), в виде газа (Т₂, НТ, ДТ), а также в составе любых органических и неорганических соединений (содержащих водород), в том числе в составе соединений, образующих биологические ткани, где он замещает атомы обычного водорода, и имеет следующие основные характеристики [1, 5]:

• масса	– 3,01683±0,00009 а.е.м.;
• вид излучения	– β‾ (100 %);
• продукт распада трития	– ;
• период полураспада	– 12,32 г. (4500±8 дней) [1];
• максимальная энергия β-частиц	– 18,61±0,02 кэВ;
• максимальный пробег в ткани	– 6,5 мкм
• максимальный пробег β - электрона в воздухе	– 4,2 мм
• температура плавления	– 252,2° С
• температура кипения	– 248,1° С.

Альварец и Корног в 1939 г. установили, что тритий является радиоактивным с достаточно большим периодом полураспада и очень коротким пробегом эмитируемых частиц. В настоящее время период полураспада трития [₁H³→₂He³+β] принимается равным (12,262±0,03) года (постоянная радиоактивного распада λ = 1,79·10^-9 1/с). Максимальная энергия β-частиц трития составляет 18,6 кэВ при средней энергии 5,7 кэВ β-излучение трития вследствие малой энергии отличается от прочих β- и γ- излучений повышенной плотностью ионизации ткани. Полная линейная передача энергии (ЛПЭ) L_∞ составляет от 6 до 10 кэВ/мкм при разных способах усреднения ЛПЭ-спектров.

Атомный вес трития равен 3,016997 ± 0,000011 г, по сравнению с атомным весом ¹H и ²H 1,00814 ± 0,000003 г и 2,014735 ± 0,000006 г соответственно [3].

Термодинамические свойства трития, принятые в Лос-Аламосской национальной лаборатории, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Термодинамические свойства трития

Критическая температура, K	43,7
Критический объем, cм3/моль	53,7
Критическое давление, атм	20,8
Температура тройной точки, K	21,65
Давление в тройной точке, мм рт.ст.	188
Точка кипения, K	25,57

Среди других важных свойств трития отметим энергию диссоциации тритиевого газа (4,59 эВ) и энергию ионизации (13,55 эВ).

Свойства оксидов трех изотопов водорода представлены в таблице 2.

Таблица 2

Термодинамически свойства оксидов трех изотопов водорода

Параметр	H2O	D2O	T2O
Точка кипения, oC	100,00	101,42	101,51
Температура в тройной точке, oC	0,010	3,82	4,49
Давление в тройной точке, мм рт.ст.	4,58	5,02	4,87
Теплота испарения в точке кипения, ккал/моль	9,72	9,9	10,1
Энтропия при 25 oС, э.е.	16,75	18,9	19,0

Коэффициент диффузии HTO в обычной воде при 25 °C составляет величину (2,44 ± 0,057)·10^-5 cм²/c. Максимальная плотность T₂0 найдена равной 1,2150 г/cм³ при 13,4 ^oC по сравнению с максимумом плотности D₂O 1,10589 при 11,2 ^oC и H₂О 0,999973 при 3,98 ^oC.

По химической реакционной способности тритий близок к обычному водороду. Однако относительно большая разница в массах между изотопами водорода делает вполне заметными изотопные эффекты.