| 3 | H | |
| 1 |
Wasserstoff-3 - auch bekannt unter der Bezeichnung Tritium - ist ein radioaktives Isotop des Wasserstoffs, das durch natürliche Prozesse in sehr geringen Mengen in der Atmosphäre vorkommt. Es hat eine Halbwertzeit von etwa 12,3 Jahren und zerfällt durch Beta-Zerfall in Helium-3. Tritium wird in der Atomindustrie als Brennstoff in Kernreaktoren und in der Herstellung von Kernwaffen verwendet. Es kann auch in speziellen Leuchtstoffen und als Tracer in medizinischen Untersuchungen eingesetzt werden. Da es radioaktiv ist, birgt es jedoch auch gewisse Risiken, was seine Anwendung einschränkt.
Das Tritium-Atom besteht aus einem Proton - was für H-Isotope spezifisch ist - und zwei Protonen.
Siehe auch: Übersicht über die Wasserstoff-Isotope.
Allgemeine Daten
2,82726521 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
9679,1125637792 Ci g-1
Radioaktiver Zerfall
Halbwertszeit HWZ = 12,32(2) Jahre bzw. 3,88524 × 108 Sekunden s.
| Zerfall | Produkt | Anteil | Zerfallsenergie | γ-Energie (Intensität) |
|---|---|---|---|---|
| β- | 3He | 100 % | 0,018592(0) MeV |
Ausgangsnuklide
Direkte Mutternuklide sind: 4H, 5H.
Natürliches Vorkommen
Vergleich der natürlichen Wasserstoff-Isotope inklusive Isotopenhäufigkeit (Stoffmengenanteil am Isotopengemisch in Prozent):
| Atommasse Ar | Anteil | Halbwertszeit | Spin | |
|---|---|---|---|---|
| Wasserstoff Isotopengemisch | 1,008 u | 100 % | ||
| Isotop 2H | 2,0141017781(8) u | 0,01 % | stabil | 1+ |
| Isotop 3H | 3,01604928132(8) u | 12,32(2) Jahre | 1/2+ | |
| Isotop 1H | 1,0078250322(6) u | 99,99 % | stabil | 1/2+ |
NMR-Daten
Nuklearmagnetische Eigenschaften und Daten für das NMR-aktive Nuklid 3H.
μ/μN:
1,0667 (v0 = const.)
[bezogen auf 1H = 1,000]
Strahlenschutz
Als Zielorgan bzw. kritisches Organ des radioaktiven Tritiums gilt der ganze Körper. Die biologische Halbwertszeit beträgt 19 Tage.
Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Wasserstoff-3 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.
Isotone und Isobare Kerne
Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Wasserstoff-3 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 2) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 3) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.
| OZ | Isotone N = 2 | Isobare A = 3 |
|---|---|---|
| 1 | 3T | 3T |
| 2 | 4He | 3He |
| 3 | 5Li | 3Li |
| 4 | 6Be | |
| 5 | 7B | |
| 6 | 8C | |
| 7 | 9N |
Externe Daten und Identifikatoren
Tritium
Daten und Eigenschaften des Isotops h-3.
| 3 | T | |
| 1 |
Wasserstoff-3 - auch bekannt unter der Bezeichnung Tritium - ist ein radioaktives Isotop des Wasserstoffs, das durch natürliche Prozesse in sehr geringen Mengen in der Atmosphäre vorkommt. Es hat eine Halbwertzeit von etwa 12,3 Jahren und zerfällt durch Beta-Zerfall in Helium-3. Tritium wird in der Atomindustrie als Brennstoff in Kernreaktoren und in der Herstellung von Kernwaffen verwendet. Es kann auch in speziellen Leuchtstoffen und als Tracer in medizinischen Untersuchungen eingesetzt werden. Da es radioaktiv ist, birgt es jedoch auch gewisse Risiken, was seine Anwendung einschränkt.
Das Tritium-Atom besteht aus einem Proton - was für H-Isotope spezifisch ist - und zwei Protonen.
Siehe auch: Übersicht über die Tritium-Isotope.
Allgemeine Daten
2,82726521 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
9679,1125637792 Ci g-1
Radioaktiver Zerfall
Der Atomkern des überschweren Wasserstoffs zerfällt unter Abgabe eines Elektrons e- und eines Antineutrinos in das stabile Isotop Helium-3:
T → 3He + e- + ve.
Das emittierte Elektron erhält hierbei eine mittlere kinetische Energie von 0,0056817(12) MeV (log ft = 3,0524(8)) und das quasi nicht fassbare Antineutrino 0,012906(3) MeV.
Die ungewöhnlich niedrige Energie, die hierbei freigesetzt wird, macht den Zerfall des molekularen Tritiums T2 (Ditritium) für experimentellen Messungen der absoluten Neutrinomasse interessant [1].
Halbwertszeit HWZ = 12,32(2) Jahre bzw. 3,88524 × 108 Sekunden s.
| Zerfall | Produkt | Anteil | Zerfallsenergie | γ-Energie (Intensität) |
|---|---|---|---|---|
| β- | 3He | 100 % | 0,018592(0) MeV |
Ausgangsnuklide
Direkte Mutternuklide sind: 4H, 5H.
Entstehung / Erzeugung
Tritium wird unter anderem in Kernreaktoren durch Neutronenaktivierung von Lithium-6 produziert. Die Reaktion erfolgt in so genanten Brutkeramiken, aus denen das gasförmige Tritium heraus diffundiert.
Natürliches Vorkommen
Vergleich der natürlichen Tritium-Isotope inklusive Isotopenhäufigkeit (Stoffmengenanteil am Isotopengemisch in Prozent):
| Atommasse Ar | Anteil | Halbwertszeit | Spin | |
|---|---|---|---|---|
| Tritium Isotopengemisch | 3,01604928132 u | 100 % | ||
| Isotop 3T | 3,01604928132(8) u | 100 | 12,32(2) Jahre | 1/2+ |
NMR-Daten
Nuklearmagnetische Eigenschaften und Daten für das NMR-aktive Nuklid 3T.
μ/μN:
1,0667 (v0 = const.)
[bezogen auf 1H = 1,000]
Tritium besitzt die Besonderheit, dass sein Atomkern auf ein Magnetfeld besser anspricht und damit empfindlicher reagiert, als das Proton. Trotzdem ist die Tritium-NMR-Spektroskopie eine Nischenanwendung: Mit einer Isotopenhäufigkeit - gemessen Anteil des 3H-Atoms am natürlichen Wasserstoff - von 10-15 % ist Tritium praktisch garnicht vorhanden. Die Verfügbarkeit tritiierter Substanz ist schlecht; zudem sind diese auf Grund der Radioaktivität schwer zu handhaben und erfordern spezielle Sicherheitsvorkehrungen und technische Mittel. Dennoch gibt es einige Berichte über die praktische Anwendung der 3H-NMR-Spektroskopie in der Fachliteratur, wie der Übersichtsartikel [2] zeigt.
Strahlenschutz
Als Zielorgan bzw. kritisches Organ des radioaktiven Tritiums gilt der ganze Körper. Die biologische Halbwertszeit beträgt in etwa 19 Tage - abhängig von der Form, in der das radioaktive Isotop aufgenommen wurde. So wird das T2 in tritiumhaltigem Wasser größtenteils über die Atmung wieder abgegeben, wodurch sich die Verweilzeit im Körper wesentlich verkürzt.
Wenn Tritium in den Körper gelangt, dann verteilt es sich schnell und gleichmäßig im weichen Gewebe des Körpers. Die Hälfte des Tritiums wird innerhalb der biologischen Halbwertszeit wieder ausgeschieden. Ein kleiner Teil einer wird vom Körper als organisch gebundenes Tritium speichert (Halbwertszeit 40 Tage).
Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Tritium folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.
Isotone und Isobare Kerne
Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Tritium isotone (gleiche Neutronenzahl N = 2) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 3) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.
| OZ | Isotone N = 2 | Isobare A = 3 |
|---|---|---|
| 1 | 3T | 3T |
| 2 | 4He | 3He |
| 3 | 5Li | 3Li |
| 4 | 6Be | |
| 5 | 7B | |
| 6 | 8C | |
| 7 | 9N |
Externe Daten und Identifikatoren
Literatur und Quellen
[1] - Y.-T. Lin, T. H. Burritt, C. Claessens et al.:
Beta Decay of Molecular Tritium.
In: Physical Review Letters, 124, 222502, (2020), DOI 10.1103/PhysRevLett.124.222502.
[2] - Leonid B. Krivdin:
Tritium NMR: A compilation of data and a practical guide.
In: MRC, 61(4), 195-247, (2023), DOI 10.1002/mrc.5329.
Letzte Änderung am 28.12.2023.
Permalink: https://www.internetchemie.info/isotop.php?Kern=h-3.
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