Was ist Tritium – Definition

Tritium ist das einzige natürlich vorkommende Radioisotop von Wasserstoff. Tritium ist auch ein Nebenprodukt der Stromerzeugung durch Kernkraftwerke. Strahlendosimetrie

Tritium

Tritium  ist das einzige natürlich vorkommende Radioisotop von Wasserstoff. Seine Ordnungszahl ist natürlich 1, was bedeutet, dass sich 1 Proton und 1 Elektron in der Atomstruktur befinden. Im Gegensatz zum Wasserstoffkern und Deuteriumkern hat Tritium Neutronen im Kern. Tritium kommt natürlich vor, ist aber äußerst selten . Tritium entsteht in der Atmosphäre, wenn kosmische Strahlen mit Luftmolekülen kollidieren. Tritium ist auch ein Nebenprodukt der Stromerzeugung durch Kernkraftwerke . Der Name dieses Isotops wird vom griechischen Wort τρίτος ( trítos ) gebildet, das „drittes“ bedeutet.

3 H.

Zerfall von Tritium

Tritium ist ein radioaktives Isotop, das jedoch eine sehr schwache Form von Strahlung abgibt, ein energiearmes Beta-Teilchen , das einem Elektron ähnlich ist. Es ist ein reiner Beta-Emitter (dh Beta-Emitter ohne begleitende Gammastrahlung ). Die kinetische Energie des Elektrons variiert mit durchschnittlich 5,7 keV, während die verbleibende Energie vom nahezu nicht nachweisbaren Elektronenantineutrino abgeführt wird . Eine so sehr niedrige Elektronenenergie führt dazu, dass das Elektron die Haut nicht durchdringen kann oder sich in der Luft nicht sehr weit bewegt. Beta-Partikel aus Tritium können nur etwa 6,0 mm Luft durchdringen.

Tritium zerfällt durch negativen Beta-Zerfall in Helium-3 mit einer Halbwertszeit von 12,3 Jahren .

Zerfall von Tritium

Tritium in Kernreaktoren

Querschnitt der 10B (n, 2 & agr;) T-Reaktion.
Querschnitt der 10B (n, 2 & agr;) T-Reaktion.

Tritium ist ein Nebenprodukt in Kernreaktoren . Die wichtigste Quelle (aufgrund der Freisetzung von tritiiertem Wasser) von Tritium in Kernkraftwerken ist die Borsäure , die üblicherweise als chemische Unterlegscheibe verwendet wird , um einen Überschuss an anfänglicher Reaktivität auszugleichen. Die Hauptreaktionen, bei denen das Tritium aus Bor erzeugt wird, sind nachstehend aufgeführt:

10B (n, T + 2 · alpha)

Diese Schwellenreaktion des schnellen Neutrons mit einem Isotop 10 B ist der Hauptweg, wie radioaktives Tritium im Primärkreis aller PWRs erzeugt wird. 10 B  ist die Hauptquelle für radioaktives Tritium im Primärkreislauf aller PWRs (die Borsäure als chemische Unterlegscheibe verwenden ). Direkte KernreaktionEs ist zu beachten, dass diese Reaktion im Vergleich zur häufigsten (n, alpha) Reaktion  von Isotop 10 B mit thermischen Neutronen sehr selten auftritt  .

Es gibt mehr Reaktionen mit Neutronen, die selten zur Bildung von radioaktivem Tritium führen können, zum Beispiel:

10B (n, alpha) 7Li + 7Li (n, n + alpha) 3H  – Schwellenreaktion (~ 3 MeV).

Bor 10. Vergleich von Gesamtquerschnitt und Querschnitt für (n, alpha) -Reaktionen.
Quelle: JANIS (Java-basierte Nuclear Data Information Software); Die JEFF-3.1.1 Nuclear Data Library [/ caption

Bor 10 . Vergleich von Gesamtquerschnitt und Querschnitt für (n, alpha) -Reaktionen.Quelle: JANIS (Java-basierte Nuclear Data Information Software); Die JEFF-3.1.1 Nuclear Data Library

Tritium ist auch ein Spaltprodukt (ternäre Spaltung) der Spaltung spaltbarer Materialien . Tatsächlich produziert die Spaltung wahrscheinlich mehr Tritium als alle anderen Quellen in Leichtwasserreaktoren . Seine Produktion (Ausbeute) beträgt etwa ein Atom pro 10.000 Spaltungen. Andererseits diffundiert nur ein sehr kleiner Teil des Spaltprodukts Tritium aus der Kraftstoffmatrix und dem Kraftstoffmantel in das Primärkühlmittel.Tritium entsteht auch in Reaktion mit 6 Li.

6Li (n, α) 3H

Dies ist eine Reaktion, die den Nachweis von Neutronen ermöglicht. In einigen Fällen wird jedoch LiOH zugesetzt, um den pH-Wert des primären Kühlmittels in einigen LWR zu steuern. Der Reaktionsquerschnitt für thermische Neutronen beträgt σ = 925 Scheunen und das natürliche Lithium hat eine Häufigkeit von 6 Li 7,4%.

Tritium kommt in Kernkraftwerken in Form von tritiiertem Wasser vor. Tritiiertes Wasser ist wie normales Wasser, aber sehr, sehr schwach radioaktiv. Daher stellt es keine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Die Freisetzung von tritiiertem Wasser wird von Anlagenbetreibern und staatlichen Aufsichtsbehörden genau überwacht.

Referenz: Jacobs DG Tritiumquellen und sein Verhalten bei Freisetzung in die Umwelt. US Atomic Energy Commission, 1968.

Tritium in der Natur

Tritium entsteht in der Atmosphäre, wenn kosmische Strahlen mit Luftmolekülen kollidieren. Bei der wichtigsten Reaktion für die natürliche Produktion interagiert ein schnelles Neutron (das eine Energie von mehr als 4,0 MeV haben muss) mit Luftstickstoff:

Weltweit werden 148 Petabecquerel pro Jahr aus natürlichen Quellen produziert. Infolgedessen nimmt das erzeugte tritiierte Wasser am Wasserkreislauf teil.

  • ca. 400 Bq / m 3 in kontinentalem Wasser
  • etwa 100 Bq / m 3 in Ozeanen

Tritium stellt ein Gesundheitsrisiko dar, wenn es nur nach Einnahme in Trinkwasser oder Nahrung oder Einatmen oder Absorption durch die Haut einer inneren Exposition ausgesetzt wird. Das in den Körper aufgenommene Tritium ist gleichmäßig auf alle Weichteile verteilt. Eine durchschnittliche jährliche Dosis aus der natürlichen Tritiumaufnahme beträgt 0,01 μSv .

Bei künstlicher Aufnahme oder Inhalation von Tritium beträgt die biologische Halbwertszeit von Tritium 10 Tage für HTO und 40 Tage für OBT (organisch gebundenes Tritium), das aus HTO im Körper von Erwachsenen gebildet wird. Es wurde auch gezeigt, dass die biologische Halbwertszeit von HTO stark von vielen Variablen abhängt und zwischen 4 und 18 Tagen variiert. In den wärmeren Monaten ist die durchschnittliche Halbwertszeit niedriger, was auf eine erhöhte Wasseraufnahme zurückzuführen ist. Darüber hinaus verringert das Trinken größerer Mengen Alkohol die biologische Halbwertszeit von Wasser im Körper.

Siehe auch: Tritium in der Natur

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.