3. Тритий, как снаряд ядерной артиллерии

В 1939 году Гамов, изучая ядерные реакции, происходящие в звездах при

очень высоких температурах, обратил внимание на возможность реакции с тритием

Н₁³ + Н₁¹ = He₂⁴ + hν (9)

Колби и Литтл предлагают два варианта реакции трития с дейтерием. Одна из них:

Н₁³ + Н₁¹ = He₂⁴ + n₀¹ (10)

может служить источником нейтронов высокой энергии. Разность масс дает значение энергии, равное 17,6 МэВ.

Вторая реакция:

Н₁³ + Н₁² = He₂³ + 2n₀¹ (11)

Кунду и Пуль первые провели опыты с бомбардировкой ядрами трития. Тритий был получен по реакции (6). Бомбардировке подвергалась трубка из серебряной фольги, служившей мишенью. Перед трубкой помещался бериллий с разной толщиной, который облучался пучком дейтонов в 10 МэВ.

В результате реакции получался радиоактивный палладий согласно уравнению

Ag₄₇¹⁰⁹ + Н₁³ = Pd₄₆¹⁰⁹ + He₂³ (12)

Порог реакции приблизительно равен 1,1-1,5 МэВ. Период полураспада палладия равен 13,4 часам.

И они осуществили другие реакции согласно уравнениям:

Rh₄₅¹⁰⁹ + Н₁³ = Rh₄₅¹⁰⁹ + H₁¹ (13)

Rh₄₅¹⁰³ + Н₁³ = Rh₄₅¹⁰² + H₁¹ + 3n₀¹ (14)

В этих реакциях были получены радиоактивные изотопы родия, Rh¹⁰⁵ с периодом полураспада 35 час и Rh¹⁰² – 210 дней.

Кроме родия, бомбардировался кобальт:

Со₂₇⁵⁹ + Н₁³ = Со₂₇⁶¹ + H₁¹ (15)

Активный кобальт имел период полураспада 1,75 часа.

2.4. Радиационная опасность трития и его польза

Опасность трития

В силу малой энергии распада трития, испускаемые электроны хорошо задерживаются даже простейшими преградами типа одежды или резиновых хирургических перчаток. Тем не менее, этот изотоп представляет радиационную опасность при вдыхании, поглощении с пищей, впитывании через кожу. Единичный случай употребления тритиевой воды не приводит к длительному накоплению трития в организме, так как его период полувыведения - от 7 до 14 дней.

Нет более опасного источника радиации на Земле, чем тритий. Каждую минуту десятки распадов трития идут в организме человека. В результате трития происходит деформация, уничтожение, разрыв человеческих клеток. Его коварство связано с тем, что организм не может отличить тритий от обычного, нерадиоактивного водорода. По этой причине тритий легко встраивается в любые биологические структуры, например, в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, несущую наследственную информацию, и проникает в организм с так называемой тритированной водой, в которой водород замещен тритием. Способность трития встраиваться в молекулы в воды обеспечивает его быстрое распространение в природе. Тритий, находящийся в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоте, ответственен за генетические "поломки" и онкологические последствия, особенно если речь идет о детском организме. Ученые отмечают, что нарастает частота злокачественных новообразований (рак) и генетических нарушений у подрастающего поколения. Так, по данным Н.Н. Русановой, заболеваемость детей лейкозами в закрытых городах существенно выше, чем в среднем по области.

В результате ядерных испытаний в атмосфере, начавшихся в 1945 году и интенсифицированных в 1954-1958, 1961-1962 гг., в атмосферу поступило 2,4*10²⁰ Бк трития и 17,1*10¹⁸ Бк других радионуклидов, в том числе в атмосферу Северного полушария 13,1*10¹⁸ Бк, а атмосферу Южного полушария 4,1*10¹⁸ Бк.

И это является огромной общечеловеческой проблемой, так как другие радиоактивные вещества можно осадить, можно очистить мембранными технологиями, но только не тритий.

Польза трития

Земной тритий - космического происхождения. Он образуется в атмосфере двумя путями: быстрые космические нейтроны расщепляют азот на два фрагмента - углерод-12 и тритий, а протоны высоких энергий и мезоны способны порождать тритий при взаимодействии с ядрами любых элементов, составляющих атмосферу.

Даже столь ничтожные количества природного трития оказались способны принести пользу науке. Так, по содержанию трития в дождевой воде удалось измерить время жизни облаков.

Запасы природного трития ничтожны. Поэтому весь тритий, используемый для различных целей, получают искусственно, путем облучения лития нейтронами. Синтезированный тритий сравнительно дешев и находит применение в научных исследованиях и в промышленности. Широкое применение нашли тритиевые светящиеся краски, которые наносят на шкалы приборов.

А еще тритий является одним из основных компонентов взрывчатого веществ термоядерных (водородных) бомб, а также весьма перспективен для проведения управляемой термоядерной реакции по схеме D + T > 4 He + n.