【生活中的科学】--氚的作用及危害

【慕联导读】

    据《人民日报》4月12日报道，目前，日本方面已经基本决定，将把福岛核电站的超过130万吨的核废水，直接倾倒进太平洋。专业设备可过滤水中62种放射性物质，但同时承认，放射性元素氚难以清除。

氚的作用及危害

　氢有三种同位素。它们是氕、氘，氚。通常所说的氢是指原子结构最简单的氕。为了区别，人们俗称它们为氢、重氢、超重氢。今天我们来深度了解一下氚，到底对人体有什么危害？

氢元索中，氕几乎占了全部(9.9852%)；氘只占极少一点(0.0148%)，而氚则没有了它的位置。因为氚的半衰期太短，宇宙演化中形成的氚，在地球演变的初期就已消亡了。但是，由于宇宙射线的作用，大气里每年要新生100—500万居里当量的氚，因此大自然仍留下了氚的足迹。

为什么氚被称为核武器库中的珍品？

宇宙射线

氚在自然界中的数量稀少，分布广泛，它与氢元素的其他成员一道遍布地球的每个角落，从动植物有机体到无机矿物质，都能找到它的踪影。它具备普通氢元素的一切化学特性，与氧化合成氚水，与其他元素结合成各种各样的有机物或无机物，就连生命的基元脱氧核糖核酸里也能找到它。

早在1700年，科学家就用化学方法制取了氢，但那时谁也不知道氢还是一种微妙的混和物，它们中间暗藏着几乎无法称量的氚。

直到1934年，著名科学家卢瑟福在英国剑桥大学的卡文迪许实验室里首次制得了氚。几乎在同时，普林斯顿大学的一个研究组也发现了天然存在的氚。

核武器库里的珍品

人类最早借助氚的神力的尝试是研制威力空前的热核武器。1952年，美国试制成功第一枚氢弹装置，用的是液态氘和氚作热核材料，这使氢弹背了一个大包袱。因为要使氘和氚保持液态，必须带上一套复杂的冷冻系统，从而使第一枚氢弹达65吨，用一节火车皮才能装下。这样就失去了实战意义。人们把这种以液态氘和氚作热核燃料的氢弹称之为湿式氢弹。

后来，科学家们发现锂元素的同位素锂-6是一种极好的热核材料。如果以氘化锂-6和氚化锂-6作氢弹材料，不但同样能实现热核反应，而且可以甩掉沉重的制冷系统，大大缩小氢弹的体积，实现了小型化。人们把装氘化锂和氚化锂混和物的氢弹，称为干式氢弹。

曾被视为当代核武器精英的中子弹里，氚也扮演了重要的角色。“储氚器”就是中子弹的心脏。科学家指出，只要在战术核武器里插入储氚器，就能变成中子弹。

据称，中子弹里只需少量氚，计算表明，1000吨爆炸当量的中子弹，理论上只需要7.224克氚。但因为考虑到氚的半衰期，它每年以5%的速度在不断衰减，同时考虑到它的利用率，一枚中子弹用氚量要远大于这个数。

此外，无论是原子弹、氢弹，还是中子弹，都需要有一个击发链式裂变反应的超小型中子源。目前，一般工业上应用的中子源都不能胜任这一特殊使命，只有氘氚中子源才是最理想的脉冲中子源。它是通过高压真空管把少量的氚和氘加速到极高速度，发生对撞，这时会放出大量中子，这种中子脉冲可点燃链式裂变反应。

氚是核武器库中的珍宝。在早期制造热核武器时，氚的价格高得无法计算。即使是产量激增的当代，它也价值连城，在国际市场上，每克售价竟高达数万美元。

默默为人类服务

氚不仅是核武器库中的珍宝，而且在人们的日常生活中发挥着作用。如果你稍加留意，想想夜光表为什么会在黑夜里自动发光，就不难找到这位朋友。

现在，国际市场上普遍在硫化锌涂料中添入极其微量的氚化物，利用氚放出的射线激发硫化锌晶体放出绿光，即使在伸手不见五指的黑夜里，你照样能看清表盘上的刻度。

“氚灯”还被广泛地应用于飞机太平门，汽车仪表等常见场合。

世界民用氚的流通量多年来一直剧增，美国每年要向瑞士、新加坡、墨西哥，菲律宾等国出口氚，每年批准的出口量就有1000多克。

氚还有更广阔的应用前景，这就是目前在全世界原子物理学家为之共同奋斗的可控核聚变的研究中，氚是重要的角色。这场接力赛已经进行了60年，现在正朝着胜利的终点冲刺。一旦实现之后，单单利用地球上的锂和氘资源，就能解决人类5000亿年的能源需求，也就是说在以后漫长的岁月里，氚将不断地为人类提供取之不尽的光和热。

谨防偷袭

氚在放射性同位素中，还算是脾气温顺的成员之一。它只放出“软”射线，不像钻-60那样放出致命的射线。因此，在操作和运输过程中，无需担心人员受到照射的威胁。然而，氚一旦进入体内，积存起来，“软”射线会使人体组织受电离辐射损伤。现代医学告诉我们，体内只要进入0.05克氚，就会在6小时内因电离辐射损伤而急性致死。

在现代社会里，由于各种人为因素，使地球上的氚量大增。倒如，氢弹爆炸会放出大量氚，一次巨型氢弹爆炸就会产生2000万居里放射性氚。上世纪50年代初以来，大气层核武器试验释放的氚累计达到30亿居里，它主要分布在北半球。全世界核电站运行中泄漏出来的氚量为200万居里。虽然这些人为因素给大自然增加了如此巨量的氚，但也没有构成对人类健康的威胁。这应归功于大气层的稀释功能，以及氚本身的不断衰变。但是如果操作不当，也会引发灾害，发生于1986年的切尔诺贝利核事故以及2011年的日本福岛地震引发的核泄漏事故中，均有一定量的氚在流失。

真正对人的生命构成威胁的，就是操作氚的过程中吸入体内的氚。因此，国内外对氚的净化技术做了大量研究，严格规定安全生产操作程序，控制和减少向大气排放氚。

日本核污水大概率会放入海中，氚对人的影响有多大？

日本福岛的核污染是非常大，肯定处理核污水的时候需要特别的谨慎，根据科学最新报告指出，日本最早可能10月下旬决定最终的处理方法，据称，最终的处理方法很有可能是将核污水排入大海。

所以思前想后之后，日本的日本核污水大概率会放入海中，虽然曾经在做出这种方法讨论的时候，不少人都在反对，但是如今日本也不能将“核污水”完全清理掉，所以只能将其排放到海中。

这些“核污水”是冷却核反应堆后残留的废水，它一直存留在日本核电站区域，但是由于这样的“核污水”太多，初步预计到2022年夏天，储存核污水的水箱容量将会达到极限。所以日本已经装不下了，有没有办法处理，有没有办法保存下来，那唯一的办法就是排放，并且如今日本核污水还在持续的增长之中，所以解决方法找不到，只能排放到大海，不少相关人士也表示，将核污水渐次排入大海的方法最有可能被选中。

所以大概率日本就会选择这样的方式，如今也没有更好的方法来说明，同时在没有确定之前，这也算是日本媒体的一个推测性说明，后期我们再来看看。可能不少人会问，为何这个“核污水”这么难处理，按照公开的数据来看，主要是里面有一种物质是非常难处理，那就是“氚”的放射性物。

氚的放射性物为何难处理？

“氚”的原子核由一颗质子和二颗中子组成，主要用于热核反应，并且也是一种在核反应之中常见的物元素，在自然界之中是极少的，基本上是不可能获取到。从这里我们就可以看到，一般是无法与“氚”的放射性物进行融合的，并且只有在极端条件之下才能够稳定它的存在，同时其中转化利用最大的就是元素氢，所以要想彻底处理掉“氚”的放射性物基本不太可能。

在1934年的时候，通过核反应发现氚就证明了这不是一种寻常的物质，所以发现不等同于能够让其消失，很多人可能觉得使用“反向”方法可以将“氚”的放射性物进行处理掉，但是它的元素结合还需要相应的条件才行，既然是通过核反应堆发现的它，那么恢复它的意义就已经没有了，因为是需要利用它的，如今“氚”的放射性物处理暂时也没有看到一个合理的方式，不然日本也不会选择或者公开说明排放到海洋之中的问题。

氚对人的影响有多大？

在最初的时候，日本确实说过将福岛核事故污染水排放到海洋中是安全的，并强调对人类健康造成影响的风险“非常小”，不过，当地部分团体已提出强烈反对。所以最终才导致这个事件的搁置，那到底“氚”对人的影响有多大？根据公开的科学数据显示，氚具有适宜的核物理性质，并具有价廉、毒性较低、比活度较高和放射自显影良好等优点。

而它对人体的影响主要是由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子，不会穿透人体，因此只有大量吸入氚才会对人体有害。同时由于其生物学活性，会被人体细胞用于细胞代谢，造成直接的内照射，从而严重危害吸入者的健康。所以“氚”对人的影响确实存在，但是如今在生活之中，还真的有人利用过“氚”，例如氚气手表，氚气钥匙链，24小时发光。

综合情况来说，“氚”对人的影响还是有，但是具体多强公开的说明也只是说了是健康威胁，加上民用之中，它还有被利用的时候，说明如果少了的话，影响可能不大，但是量太大的话，影响可能就会大一些，这就是日本核污水之中最主要的物质，这也就是名为“氚”的放射性物质难以被去除，也就导致核污水持续堆积的原因之一，就看日本最终的决定了。

来源：互联网