Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Elemendid ja isotoobid
- Kasutamine vesiniku jaoks
- Kasutused deuteeriumi jaoks
- Kasutamine triitiumi jaoks
Looduses ei ole valdaval osal vesinikuaatomitest neutroneid; need aatomid koosnevad ainult ühest elektronist ja ühest prootonist ning on võimalikult kerged aatomid. Kuid harvadel vesiniku isotoopidel, mida nimetatakse deuteeriumiks ja triitiumiks, on neutroneid. Deuteeriumil on üks neutron ja ebastabiilsel ning looduses nägemata triitiumil on kaks.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Enamikul vesinikuaatomitel puudub neutron. Kuid harvadel vesiniku isotoopidel, mida nimetatakse deuteeriumiks ja triitiumiks, on vastavalt üks ja kaks neutronit.
Elemendid ja isotoobid
Enamikul perioodilise tabeli elementidel on mitu isotoopi - elemendi “nõod”, millel on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Isotoobid on üksteisega väga sarnased ja keemiliste omadustega. Näiteks võite ohtra süsinik-12 isotoobi kõrval leida väikestes kogustes radioaktiivset süsinikku-14 praktiliselt kõigis elusas olekus. Kuna neutronitel on mass, on isotoopide mass pisut erinev. Teadlased saavad erinevuse tuvastada massispektromeetri ja muude eriseadmete abil.
Kasutamine vesiniku jaoks
Vesinik on universumi kõige rikkalikum element. Maal leiad vesinikku harva; palju sagedamini ühendatakse see keemiliste ühendite hapniku, süsiniku ja muude elementidega. Näiteks vesi on vesinikuga ühendatud hapnikuga. Vesinik mängib olulist rolli süsivesinikes, nagu õlid, suhkrud, alkoholid ja muud orgaanilised ained. Vesinik toimib ka “rohelise” energiaallikana; õhus põlemisel; see eraldab soojust ja puhast vett, ilma et tekiks CO2 või muud kahjulikud emissioonid.
Kasutused deuteeriumi jaoks
Ehkki deuteerium, tuntud ka kui “raske vesinik”, esineb looduslikult, on see vähem rikkalik, moodustades ühe igast 6 420 vesinikuaatomist. Nagu vesinik, ühendab see hapnikuga "rasket vett" - ainet, mis näeb välja ja käitub sarnaselt tavalise veega, kuid on pisut raskem ja kõrgema külmumistemperatuuriga, 3,8 kraadi Celsiuse järgi (38,4 kraadi Fahrenheiti), võrreldes 0 kraadi Celsiuse järgi (32 kraadi Fahrenheiti järgi). Täiendavad neutronid muudavad raske vee kasulikuks kiirgusvarjestuseks ja muudeks rakendusteks teaduslikes uuringutes. Kuna tegemist on harvaesinevaga, on raske vesi ka tavapärasest palju kallim. Selle lisaraskus muudab selle veega võrreldes keemiliselt. Normaalse kontsentratsiooni korral pole millegi pärast muretseda; üle 25 protsendi suurused kogused kahjustavad siiski verd, närve ja maksa ning väga kõrge kontsentratsioon võib olla surmav.
Kasutamine triitiumi jaoks
Triitiumis leiduvad kaks täiendavat neutronit muudavad selle radioaktiivseks, lagunedes poolestusajaga 12,28 aastat. Triitiumi looduslikku varustamist tuleb seda teha tuumareaktorites. Triitium on küll mõnevõrra ohtlik, kuid vähestes kogustes ning hoolika käitlemise ja hoiustamise korral võib triitium olla kasulik. Triitiumiga tehtud väljapääsumärgid annavad pehme kuma, mis jääb nähtavaks kuni 20 aastat; kuna nad ei vaja elektrit, tagavad nad elektrikatkestuste ja muude hädaolukordade ajal turvavalgustuse. Triitiumil on teadusuuringutes ka muid kasutusviise, näiteks veevoolu jälgimine; see mängib rolli ka mõnedes tuumarelvades.