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氢元素的同位素及应用

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:氢元素H有三种稳定同位素1H,2H,3H,和四种不稳定同位素,从4H到7H[3]。1H是最常见的氢同位素,丰度在99.98%以上。2H,也是稳定的氢同位素,称为氘。氘并没有放射性且没有显著的毒性危害。富含氘分子而非正常氢分子的水被称为重水。它是有放射性的,通过β衰变变为氦-3,半衰期为12.32年。氚在核聚变反应中被用作地球化学的同位素示踪物,并且专门用于一些自供电照明设备。表2-1列出了最稳定的氢同位素。

氢元素的同位素及应用

氢元素H有三种稳定同位素1H(或11H,称为氕),2H(或21D,称为氘),3H(或31T,称为氚),和四种不稳定同位素,从4H到7H[3]

1H是最常见的氢同位素,丰度在99.98%以上。该同位素的原子核仅有一个质子,它的正式名称氕是描述性的但很少使用。

2H,也是稳定的氢同位素,称为氘。它的原子核含一个质子和一个中子。宇宙中所有的氘都被认为是在宇宙大爆炸时产生并从此存在的。氘并没有放射性且没有显著的毒性危害。富含氘分子而非正常氢分子的水被称为重水。氘和它的化合物作为一种非放射性标签被用于化学实验和用作1H-HMR(核磁共振)波谱试验的溶剂。重水被用作核反应堆的中子慢化剂与冷却剂。氘也是商业化核聚变的一种潜在燃料

3H被称作氚,其原子核含一个质子与两个中子。它是有放射性的,通过β衰变变为氦-3,半衰期为12.32年。它的放射性足以被用作手表表盘上的发光涂料,表蒙即是用来防止这种少量放射性的泄露。由于宇宙射线与大气气体的共同作用,自然界存在少量的氚;核武器试验也会释放氚。氚在核聚变反应中被用作地球化学的同位素示踪物,并且专门用于一些自供电照明设备。有时氚被作为放射性标记物用于化学和生物标记实验。表2-1列出了最稳定的氢同位素。一升水中含的氘可释放四升汽油的能量[4]。(www.xing528.com)

2-1最稳定的氢同位素

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