Tritiová voda (supertěžká voda) - voda , v jejíchž molekulách jsou atomy protia (lehký vodík ) nahrazeny atomy tritia (těžký radioaktivní izotop vodíku). Ve své čisté formě se nazývá oxid tritium (T 2 O nebo 3 H 2 O) nebo supertěžká voda.
Tritiová voda je radiotoxická. Přirozené srážky: déšť a sníh obsahují tritiovou vodu jako výsledek přirozené produkce tritia na Zemi působením kosmického záření na jádra dusíku a kyslíku v horních vrstvách atmosféry . Izotopové modifikace vody, včetně tritiové vody, se podílejí na koloběhu vody v atmosféře. Přirozená produkce tritia ve formě tritiové vody je v rovnováze s jejím rozpadem a není větší než 7 kg pro celou zeměkouli. Přírodní složku doplňují elektrárny, jejichž podíl na produkci tritia v atmosféře je ~1/7 přirozeného, tzn. 1 kg. V druhé polovině 20. století se množství tritia v přírodě ve formě tritiové vody v důsledku intenzivního testování termonukleárních zbraní zvýšilo na stovky kilogramů (výbuch jednomegatunové vodíkové bomby přidá ~ 2 kg obsaženého tritia v tritiové vodě do životního prostředí). Po zákazu testování se obsah tritia v zemské atmosféře (ve formě tritiové vody) snížil na ~ dvě desítky kilogramů [1] .
Tritiová voda je bezbarvá kapalina [2] .
T 2 O (tritiová voda) je svými fyzikálními vlastnostmi blízká vodě D 2 O ( deuterium) a H 2 O ( protium ), nicméně fyzikální konstanty se plynule mění s rostoucí hmotností izotopových molekul [3] .
Pro T 2 O je bod tání 277,64 K ( +4,49 °C ) [3] [4] , bod varu +101,52 °C , [3] hustota je 1,21459 g/cm³ [5] .
Hustota T 2 O je mnohem větší než hustota H 2 O. [3] T 2 O je také viskóznější než D 2 O. T 2 O je neomezeně mísitelný s H 2 O a D 2 O. Rozpouštěcí schopnost tritiové vody je menší než u H 2 O a D 2 O [2] .
S nahrazením atomu vodíku deuteriem a tritiem se teploty tání a varu zvyšují [1] [6] . Na této vlastnosti je založena separace různých typů izotopové vody.
Teplota tání, ° CH20 (0,00) D20 (3,82) T20 ( 4,49 ).
Teplota varu, ° CH20 ( 99,974 ) D20 ( 101,42) T20 ( ~ 101,6).
Specifická aktivita supertěžké vody T 2 O, která obsahuje 98 % T 2, je velmi vysoká a činí 2650 Ci /g, takže se používá jen zřídka. S poklesem množství tritia ve vodě klesá jeho specifická aktivita [3] .
Z hlediska chemických vlastností se tritiová voda neliší od H 2 O a D 2 O, ale všechny reakce probíhají pomaleji [2] .
Jakákoli chemická látka rozpuštěná v tritiové vodě, stejně jako ona sama, bude podrobena radiolýze [3] .
Při získávání koncentrovaného tritia je třeba brát v úvahu jeho radioaktivitu, proto se jako surovina kvůli radiolýze nepoužívá tritiová voda ani sirovodík obsahující tritium. [jeden]
Díky vlastní radioaktivitě má T 2 O vysokou žíravost – při samovolném beta rozpadu tritia v 3 He se uvolňuje atomární kyslík [3] .
Tritiová voda, která se účastní metabolismu téměř stejně jako obyčejná voda, má vysokou radiotoxicitu .
Tritiová voda vzniká přirozeně v atmosféře a také jako vedlejší produkt v jaderných elektrárnách. Úloha je tedy inverzní k úkolu získat tritiovou vodu, úkolem je ji využít, protože oxid tritium T 2 O se získává oxidací tritia za běžné teploty, bez katalyzátoru, v důsledku beta rozpadu ( β rozpad) [3 ] .
V laboratorních podmínkách se tritiová voda získává průchodem plynného tritia přes horký CuO [2] .
Izotopová výměna T 2 O za H 2 O a D 2 O vede ke vzniku různých izotopových modifikací tritiové vody
Tritiová voda (HTO) je v běžné vodě obsažena ve stopovém množství, její rozložení je však nerovnoměrné. Podle stabilních izotopů kyslíku 16 O, 17 O a 18 O existují také izotopové odrůdy tritiové vody.
Odrůdy tritiové vody HTO, DTO a T 2 O se používají jako radioaktivní indikátory nepropustnosti látky pro vlhkost.
Tritiová voda se také používá jako značená sloučenina pro studie metabolismu vody. Kromě toho se tritiová voda používá jako výchozí materiál pro syntézu dalších derivátů tritia a pro izotopovou výměnu atomů vodíku [7] .
Páry tritiované vody již při pokojové teplotě izotopovou výměnou vodíku okamžitě vstupují do lidského těla, takže tritium ve formě tritiované vody je 10 000krát toxičtější než ve formě molekulárního vodíku [1] .
Je třeba vzít v úvahu způsoby, kterými se tritiová voda dostává do lidského těla: dýchací cesty, potrava, voda, kůže. Zvýšení příjmu tekutin pomáhá snížit vnitřní expozici [3] .
Zvýšenou pozornost je třeba věnovat ochraně před vniknutím tritiové vody do lidského organismu [3] .