10 Wissenswertes über radioaktives Tritium

Tritium ist das radioaktive Isotop des Elements Wasserstoff. Es hat viele nützliche Anwendungen. Hier sind einige interessante Fakten über Tritium:

1. Tritium ist auch als Wasserstoff-3 bekannt und hat ein Elementsymbol T oder ³H. Der Kern eines Tritiumatoms heißt Triton und besteht aus drei Teilchen: einem Proton und zwei Neutronen. Das Wort Tritium kommt aus dem Griechischen das Wort "Tritos", was "dritten" bedeutet. Die anderen beiden Isotope von Wasserstoff sind Protium (häufigste Form) und Deuterium.
2. Tritium hat wie andere Wasserstoffisotope die Ordnungszahl 1, aber eine Masse von etwa 3 (3.016)..
3. Tritium zerfällt durch Beta-Partikelemission mit einer Halbwertszeit von 12,3 Jahren. Der Beta-Zerfall setzt 18 keV Energie frei, wobei Tritium in Helium-3 und ein Beta-Teilchen zerfällt. Wenn sich das Neutron in ein Proton verwandelt, verwandelt sich der Wasserstoff in Helium. Dies ist ein Beispiel für die natürliche Umwandlung eines Elements in ein anderes.
4. Ernest Rutherford war der erste, der Tritium produzierte. Rutherford, Mark Oliphant und Paul Harteck stellten 1934 Tritium aus Deuterium her, konnten es jedoch nicht isolieren. Luis Alvarez und Robert Cornog stellten fest, dass Tritium radioaktiv war und isolierten das Element erfolgreich.
5. Tritiumspuren treten auf der Erde auf natürliche Weise auf, wenn kosmische Strahlen mit der Atmosphäre interagieren. Das meiste verfügbare Tritium wird durch Neutronenaktivierung von Lithium-6 in einem Kernreaktor hergestellt. Tritium wird auch durch Kernspaltung von Uran-235, Uran-233 und Polonium-239 hergestellt. In den USA wird Tritium in einer Nuklearanlage in Savannah, Georgia, hergestellt. Zum Zeitpunkt eines 1996 veröffentlichten Berichts waren in den Vereinigten Staaten nur 225 Kilogramm Tritium hergestellt worden.
6. Tritium kann wie gewöhnlicher Wasserstoff als geruchloses und farbloses Gas vorliegen, das Element liegt jedoch hauptsächlich in flüssiger Form als Teil von tritiiertem Wasser oder T vor₂O, eine Form von schwerem Wasser.
7. Ein Tritiumatom hat die gleiche elektrische Nettoladung von +1 wie jedes andere Wasserstoffatom, aber Tritium verhält sich bei chemischen Reaktionen anders als die anderen Isotope, da die Neutronen eine stärkere Anziehungskraft erzeugen, wenn ein anderes Atom in die Nähe gebracht wird. Infolgedessen ist Tritium besser in der Lage, mit leichteren Atomen zu schwereren zu fusionieren.
8. Die äußere Einwirkung von Tritiumgas oder tritiiertem Wasser ist nicht sehr gefährlich, da Tritium ein so energiearmes Beta-Teilchen abgibt, dass die Strahlung nicht in die Haut eindringen kann. Tritium birgt jedoch einige Gesundheitsrisiken, wenn es verschluckt oder eingeatmet wird oder durch eine offene Wunde oder Injektion in den Körper gelangt. Die biologische Halbwertszeit liegt zwischen 7 und 14 Tagen, sodass die Bioakkumulation von Tritium kein wesentliches Problem darstellt. Da Betateilchen eine Form ionisierender Strahlung sind, würde die erwartete gesundheitliche Auswirkung einer inneren Tritiumexposition ein erhöhtes Krebsrisiko darstellen.
9. Tritium kann in vielen Bereichen eingesetzt werden, unter anderem als autarke Beleuchtung, als Bestandteil von Atomwaffen, als radioaktives Etikett in Chemielaboratorien, als Indikator für biologische und Umweltstudien sowie für die kontrollierte Kernfusion.
10. In den 1950er und 1960er Jahren wurden durch Atomwaffentests hohe Mengen an Tritium in die Umwelt freigesetzt. Vor den Tests befanden sich schätzungsweise nur 3 bis 4 Kilogramm Tritium auf der Erdoberfläche. Nach dem Testen stiegen die Werte um 200-300%. Ein Großteil dieses Tritiums bildet zusammen mit Sauerstoff tritiiertes Wasser. Eine interessante Folge ist, dass das tritiierte Wasser zurückverfolgt und als Instrument zur Überwachung des Wasserkreislaufs und zur Kartierung der Meeresströmungen verwendet werden kann.

Quellen

Jenkins, William J. et al., 1996: "Transiente Tracer verfolgen Ozeanklimasignale" Oceanus, Woods Hole Oceanographic Institution.

Zerriffi, Hisham (Januar 1996). "Tritium: Die Umwelt-, Gesundheits-, Budget- und strategischen Auswirkungen der Entscheidung des Energieministeriums, Tritium zu produzieren". Institut für Energie- und Umweltforschung.