Agua de tritio (agua superpesada) - agua , en cuyas moléculas los átomos de protio ( hidrógeno ligero) se reemplazan por átomos de tritio (un isótopo radiactivo pesado de hidrógeno). En su forma pura, se llama óxido de tritio (T 2 O o 3 H 2 O) o agua superpesada.
El agua de tritio es radiotóxica. Precipitación natural: la lluvia y la nieve contienen agua de tritio como resultado de la producción natural de tritio en la Tierra por la acción de los rayos cósmicos sobre los núcleos de nitrógeno y oxígeno en la atmósfera superior . Las modificaciones isotópicas del agua, incluida el agua con tritio, están involucradas en el ciclo atmosférico del agua. La producción natural de tritio en forma de agua de tritio está en equilibrio con su descomposición y no supera los 7 kg para todo el globo. El componente natural se complementa con las centrales eléctricas, cuya contribución a la producción de tritio en la atmósfera es ~1/7 del natural, es decir 1 kilogramo. En la segunda mitad del siglo XX, la cantidad de tritio en la naturaleza en forma de agua de tritio aumentó a cientos de kilogramos debido a las pruebas intensivas de armas termonucleares (la explosión de una bomba de hidrógeno de un megatón agrega ~ 2 kg de tritio contenido en agua de tritio al medio ambiente). Después de la prohibición de las pruebas, el contenido de tritio en la atmósfera terrestre (en forma de agua de tritio) disminuyó a ~ dos decenas de kilogramos [1] .
El agua de tritio es un líquido incoloro [2] .
El T 2 O (agua de tritio) tiene propiedades físicas similares a las del agua D 2 O ( deuterio) y H 2 O ( protio ), sin embargo, las constantes físicas cambian suavemente con el aumento de la masa de moléculas isotópicas [3] .
Para T 2 O, el punto de fusión es 277,64 K ( +4,49 °C ) [3] [4] , el punto de ebullición es +101,52 °C , [3] la densidad es 1,21459 g/cm³ [5] .
La densidad de T 2 O es mucho mayor que la densidad de H 2 O. [3] T 2 O también es más viscoso que D 2 O. T 2 O es miscible indefinidamente con H 2 O y D 2 O . El poder de disolución del agua con tritio es menor que el del H 2 O y el D 2 O [2] .
Con la sustitución de un átomo de hidrógeno por deuterio y tritio, aumentan los puntos de fusión y ebullición [1] [6] . La separación de varios tipos de agua isotópica se basa en esta propiedad.
Punto de fusión, °CH 2 O (0,00) D 2 O (3,82) T 2 O (4,49).
Punto de ebullición, °CH 2 O (99,974) D 2 O (101,42) T 2 O (~ 101,6).
La actividad específica del agua superpesada T 2 O, que contiene un 98 % de T 2, es muy elevada y asciende a 2650 Ci /g, por lo que se utiliza poco. Con una disminución en la cantidad de tritio en el agua, su actividad específica disminuye [3] .
En términos de propiedades químicas, el agua de tritio no difiere del H 2 O y el D 2 O, pero todas las reacciones se desarrollan más lentamente [2] .
Cualquier sustancia química disuelta en agua de tritio, como ella misma, estará sujeta a radiólisis [3] .
A la hora de obtener tritio concentrado hay que tener en cuenta su radiactividad, por lo que no se utiliza como materia prima ni agua tritiana ni sulfuro de hidrógeno que contenga tritio debido a la radiólisis . [una]
Debido a su propia radiactividad, el T 2 O tiene una alta corrosividad: durante la desintegración beta espontánea del tritio en 3 He , se libera oxígeno atómico [3] .
El agua de tritio, que participa en el metabolismo casi de la misma manera que el agua común, tiene una alta radiotoxicidad .
El agua de tritio se produce de forma natural en la atmósfera y también como subproducto en las centrales nucleares. Por lo tanto, la tarea es inversa a la tarea de obtener agua de tritio, la tarea es utilizarla, porque el óxido de tritio T 2 O se obtiene oxidando el tritio a temperatura ordinaria, sin catalizador, debido a la desintegración beta ( desintegración β ) [3 ] .
En condiciones de laboratorio, el agua de tritio se obtiene pasando tritio gaseoso sobre CuO caliente [2] .
El intercambio isotópico de T 2 O con H 2 O y D 2 O conduce a la formación de varias modificaciones isotópicas del agua con tritio
El agua de tritio (HTO) está contenida en pequeñas cantidades en el agua común, pero su distribución es desigual. De acuerdo con los isótopos estables de oxígeno 16 O, 17 O y 18 O, también existen variedades isotópicas de agua de tritio.
Las variedades de agua de tritio HTO, DTO y T 2 O se utilizan como indicadores radiactivos de la impermeabilidad a la humedad de una sustancia.
El agua de tritio también se utiliza como compuesto etiquetado para estudios del metabolismo del agua. Además, el agua de tritio se utiliza como material de partida para la síntesis de otros derivados del tritio y para el intercambio isotópico de átomos de hidrógeno [7] .
Los vapores de agua tritiada ya a temperatura ambiente por intercambio isotópico de hidrógeno entran instantáneamente en el cuerpo humano, por lo que el tritio en forma de agua tritiada es 10.000 veces más tóxico que en forma de hidrógeno molecular [1] .
Es necesario tener en cuenta las formas en que el agua de tritio ingresa al cuerpo humano: tracto respiratorio, alimentos, agua, piel. El aumento de la ingesta de líquidos ayuda a reducir la exposición interna [3] .
Debe prestarse mayor atención a la protección contra la entrada de agua de tritio en el cuerpo humano [3] .