Tritio para niños
Datos para niños Hidrógeno-3 |
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| Isótopo de hidrógeno | ||
| También conocido como tritio | ||
 Tabla de isótopos
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| General | ||
| Símbolo | ³H | |
| Neutrones | 2 | |
| Protones | 1 | |
| Datos del núclido | ||
| Abundancia natural | trazas | |
| Período de semidesintegración | 12,32 años | |
| Productos de desintegración | ³He | |
| Masa atómica | 3,016 049 2 u | |
| Espín | ½ | |
| Exceso de energía | 14 949,794 ± 0,001 keV | |
| Energía de enlace | 8 481,821 ± 0,004 keV | |
| Modo y energía de desintegración | ||
| β | 0,018 590 MeV | |
| Otros | ||
 Radioisótopo |
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| Véase también: Isótopos de hidrógeno | ||
El tritio es un isótopo del hidrógeno que se encuentra en la naturaleza y también se puede crear. Es un elemento radiactivo. Su símbolo es ³H. El núcleo del tritio tiene un protón y dos neutrones.
El tritio tiene una periodo de semidesintegración de 12,3 años. Esto significa que, después de ese tiempo, la mitad de una cantidad de tritio se habrá transformado en otra sustancia. El tritio se forma cuando neutrones chocan con elementos como el litio, el boro o el nitrógeno. Cuando el tritio se transforma, se convierte en helio-3.
Como el núcleo del tritio tiene tres partículas que se unen con fuerza (un protón y dos neutrones), es más fácil usarlo para la fusión nuclear que el hidrógeno común.
Contenido
¿Cómo se forma el tritio?
El tritio se produce de forma natural cuando los rayos cósmicos chocan con los gases de la atmósfera. También se puede fabricar en laboratorios.
¿Qué sucede cuando el tritio se transforma?
Cuando el núcleo de tritio se transforma, libera un electrón y energía en forma de radiación beta. Así, se forma un nuevo núcleo con dos protones y un neutrón, que es una forma de helio que no es radiactiva, llamada helio-3.
El tritio emite una radiación beta de muy baja energía. De hecho, es la energía más baja de todos los isótopos que emiten radiación beta. Esto significa que sus partículas beta son fáciles de detener con capas delgadas de casi cualquier material sólido.
Usos futuros del tritio
Se espera que en el futuro se pueda usar el tritio junto con el deuterio (otro isótopo del hidrógeno) para generar energía de forma controlada mediante la fusión nuclear. Esta sería una fuente de energía casi ilimitada, porque el deuterio se encuentra en el agua de mar y el tritio también es abundante.
Al principio, el tritio se produciría usando radiación por neutrones sobre litio en reactores nucleares. Más adelante, se podría obtener tritio directamente en los reactores de fusión nuclear, usando paneles de litio que serían bombardeados por los neutrones que se liberan en la fusión. El resultado de la fusión de tritio y deuterio es helio, que no es radiactivo.
Historia del descubrimiento del tritio
El tritio fue creado por primera vez en 1934 a partir del deuterio. Esto lo lograron Ernest Rutherford, Mark Oliphant y Paul Harteck. Aunque Rutherford no pudo aislarlo, Luis Walter Álvarez y Robert Cornog lo hicieron y descubrieron que era radiactivo. Más tarde, Willard Libby encontró una forma de usar el tritio para saber la edad del agua y, por lo tanto, del vino.
¿Cómo se transforma el tritio?
El tritio se transforma en helio-3 mediante un proceso llamado desintegración beta. Este proceso libera 18,6 keV de energía. La energía del electrón que se emite varía, pero en promedio es de 5,7 keV. La energía restante la lleva una partícula casi indetectable llamada antineutrino electrónico.
Las partículas beta del tritio solo pueden viajar unos 6 milímetros en el aire y no pueden atravesar la capa más externa de la piel humana. Debido a su baja energía, es difícil detectar compuestos que contienen tritio, a menos que se use una técnica especial llamada recuento por centelleo líquido.
¿Cómo se produce el tritio?
A partir de litio
El tritio se produce a menudo en los reactores nucleares al bombardear litio-6 con neutrones. Esta reacción libera energía y es una forma importante de obtener tritio.
- Li-6 + n → He-4 (2.05 MeV) + T (2.75 MeV)
Los neutrones de alta energía también pueden producir tritio a partir de litio-7, aunque esta reacción consume energía.
- Li-7 + n → He + T + n
A partir de boro
Los neutrones de alta energía que chocan con el boro-10 también pueden producir tritio:
- B-10 + n → 2He + T
En los reactores de agua a presión, el ácido bórico que se añade puede producir pequeñas cantidades de tritio.
A partir de deuterio
En los reactores que usan agua pesada (agua con deuterio), el tritio se forma cuando un núcleo de deuterio captura un neutrón. Esta reacción no es muy común, por lo que se produce poco tritio. Sin embargo, es bueno limpiar el tritio del agua pesada cada cierto tiempo para evitar que se escape al ambiente.
Por ejemplo, una instalación en Canadá procesa miles de toneladas de agua pesada al año y separa varios kilogramos de tritio, que luego se puede usar para otras cosas.
A partir de la fisión nuclear
El tritio es un producto poco común de la fisión nuclear del uranio-235, el plutonio-239 y el uranio-233. Se produce aproximadamente un átomo de tritio por cada 10.000 fisiones.
La producción de tritio no es el objetivo principal de estos procesos, sino un efecto secundario. Algunas centrales nucleares liberan pequeñas cantidades de tritio a la atmósfera.
El caso de Fukushima Daiichi
En la central nuclear de Fukushima Daiichi, se ha almacenado una gran cantidad de agua contaminada que contiene tritio. En 2016, se estimaba que había 2,1 gramos de tritio en 860.000 metros cúbicos de agua.
Los expertos han señalado que, aunque el tritio podría separarse, no existe una tecnología práctica a gran escala para hacerlo. Por eso, se considera que liberar el agua con baja concentración de tritio de forma controlada al ambiente es la mejor opción. Japón ha comenzado a liberar gradualmente esta agua al mar desde 2023, un proceso que durará décadas.
A partir de helio-3
El helio-3, que es el resultado de la transformación del tritio, puede reaccionar con neutrones en los reactores nucleares y volver a convertirse rápidamente en tritio.
- He-3 + n → H + T
A partir de rayos cósmicos
El tritio se forma de manera natural cuando los rayos cósmicos chocan con los gases de la atmósfera. La reacción más importante para su producción natural ocurre cuando un neutrón rápido interactúa con el nitrógeno-14 atmosférico:
- N-14 + n → C-12 + H
A nivel mundial, se producen unos 148 petabecquerelios de tritio al año por fuentes naturales. La cantidad total de tritio en el mundo debido a estas fuentes se mantiene constante en unos 2590 petabecquerelios.
Historia de la producción de tritio
Según un informe de 1996, en Estados Unidos se habían producido unos 225 kilogramos de tritio entre 1955 y 1996. Debido a que el tritio se transforma continuamente en helio-3, la cantidad total que quedaba en ese momento era de unos 75 kilogramos.
La producción de tritio para ciertos usos se reanudó en Estados Unidos entre 2003 y 2005, irradiando barras de litio en reactores de una central nuclear comercial. Luego, el tritio se extrajo de esas barras.
Véase también
En inglés: Tritium Facts for Kids
