ไอโซโทป

ทริเทียม (T หรือ 3H) คือไอโซโทปของไฮโดรเจนที่มีน้ำหนักอะตอมประมาณ 3 นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอน 1 ตัวและนิวตรอน 2 ตัว มีมวลเป็นสามเท่าของนิวเคลียสของไฮโดรเจนธรรมดาTritium เป็นสปีชีส์กัมมันตภาพรังสีที่มีครึ่งชีวิต 12.34 ปี;มันเกิดขึ้นในน้ำธรรมชาติที่มีไฮโดรเจนตามธรรมชาติอยู่มากมาย 10-18ทริเทียมถูกค้นพบในปี 1934 โดยนักฟิสิกส์ Ernest Rutherford, ML Oliphant และ Paul Harteck ผู้ซึ่งโจมตีดิวทีเรียม (D, ไอโซโทปไฮโดรเจนของเลขมวล 2) กับดิวเทอรอนพลังงานสูง (นิวเคลียสของอะตอมของดิวทีเรียม) ตามสมการ D + D → H + T. Willard Frank Libby และ Aristid V. Grosse แสดงให้เห็นว่าไอโซโทปมีอยู่ในน้ำธรรมชาติ ซึ่งอาจเกิดจากการกระทำของรังสีคอสมิกต่อไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ

ทริเทียมถูกผลิตขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ระหว่างลิเธียม-6 (6Li) และนิวตรอนจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบฟิชชัน ตามสมการ 6Li + 1n → 4He + T

ในขณะที่ไอโซโทปมีค่าครึ่งชีวิตที่กำหนดโดยการทดลองที่แตกต่างกันหลายค่า สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติแสดงรายการ 4,500 ± 8 วัน (12.32 ± 0.02 ปี)มันสลายตัวเป็นฮีเลียม-3 โดยการสลายตัวแบบเบต้า และปล่อยพลังงานออกมา 18.6 keV ในกระบวนการนี้พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนแปรผันโดยมีค่าเฉลี่ย 5.7 keV ในขณะที่พลังงานที่เหลือจะถูกพาออกไปโดยแอนตินิวตริโนอิเล็กตรอนที่แทบจะตรวจไม่พบอนุภาคบีตาจากไอโซโทปสามารถทะลุผ่านอากาศได้เพียงประมาณ 6.0 มิลลิเมตร (0.24 นิ้ว) และไม่สามารถผ่านผิวหนังชั้นนอกสุดที่ตายแล้วของมนุษย์ได้เนื่องจากพลังงานต่ำเมื่อเทียบกับอนุภาคบีตาอื่นๆ ปริมาณของ Bremsstrahlung ที่สร้างขึ้นจึงต่ำกว่าเช่นกันพลังงานที่ต่ำผิดปกติที่ปล่อยออกมาในการสลายตัวของไอโซโทปบีตาทำให้การสลายตัว (พร้อมกับการสลายตัวของรีเนียม-187) เหมาะสมสำหรับการวัดมวลนิวตริโนในห้องปฏิบัติการ (การทดลองดังกล่าวครั้งล่าสุดคือ KATRIN)

พลังงานต่ำของการแผ่รังสีของไอโซโทปทำให้ยากต่อการตรวจจับสารประกอบที่ติดฉลากไอโซโทป ยกเว้นการใช้การนับประกายแวววาวของของเหลว

ทริเทียมเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจน ซึ่งทำให้สามารถจับกับอนุมูลไฮดรอกซิลได้อย่างง่ายดาย ก่อตัวเป็นน้ำไตรเทต (HTO) และกับอะตอมของคาร์บอนเนื่องจากไอโซโทปเป็นตัวปล่อยเบต้าพลังงานต่ำ จึงไม่เป็นอันตรายจากภายนอก (อนุภาคเบต้าของไอโซโทปไม่สามารถผ่านผิวหนังได้) แต่อาจเป็นอันตรายจากรังสีหากสูดดม กินทางอาหารหรือน้ำ หรือถูกดูดซึมผ่านผิวหนังHTO มีครึ่งชีวิตทางชีวภาพสั้นในร่างกายมนุษย์ 7 ถึง 14 วัน ซึ่งช่วยลดผลกระทบโดยรวมของการกลืนกินเพียงครั้งเดียว และป้องกันการสะสมทางชีวภาพในระยะยาวของ HTO จากสิ่งแวดล้อม ครึ่งชีวิตทางชีวภาพของน้ำไตรไทต์ใน ร่างกายมนุษย์ซึ่งเป็นมาตรวัดการหมุนเวียนของน้ำในร่างกายจะแปรเปลี่ยนไปตามฤดูกาลการศึกษาเกี่ยวกับครึ่งชีวิตทางชีวภาพของผู้ปฏิบัติงานด้านรังสีจากอาชีพเพื่อหาไอโซโทปในน้ำในพื้นที่ชายฝั่งของรัฐกรณาฏกะ ประเทศอินเดีย แสดงให้เห็นว่าครึ่งชีวิตทางชีวภาพในฤดูหนาวเป็นสองเท่าของฤดูร้อน หากสงสัยหรือทราบการสัมผัสไอโซโทป การดื่ม น้ำที่ไม่ปนเปื้อนจะช่วยทดแทนไอโซโทปออกจากร่างกายการเพิ่มเหงื่อ ปัสสาวะ หรือการหายใจสามารถช่วยให้ร่างกายขับน้ำออก และด้วยเหตุนี้ไอโซโทปที่มีอยู่ในนั้นอย่างไรก็ตาม ควรระมัดระวังไม่ให้ร่างกายขาดน้ำหรืออิเล็กโทรไลต์พร่องเนื่องจากผลกระทบด้านสุขภาพจากสิ่งเหล่านั้น (โดยเฉพาะในระยะสั้น) อาจรุนแรงกว่าการได้รับไอโซโทป