Brontekst bekijken van Tritium

{{Infobox isotoop
| naam                 = Tritium
| afbeelding           = Hydrogen Deuterium Tritium Nuclei Schmatic-nl.svg
| onderschrift         = Schematische voorstelling van [[Protium (isotoop)|protium]], [[deuterium]] en tritium
| element              = Waterstof
| symbool              = H
| aantal neutronen     = 2
| aantal protonen      = 1
| atoommassa           = 3,016&nbsp;049&nbsp;277&nbsp;67
| halveringstijd       = 12,32 jaar
| verval soort         = [[Betaverval|β<sup>−</sup>-verval]]
| verval energie       = 18,591 [[Elektronvolt|keV]]
| verval product       = [[helium-3]]
| spin                 = 1/2<sup>+</sup>
| massa-overschot      = 14,949&nbsp;806&nbsp;MeV
| afwijking1           = 
| bindingsenergie      = 2,827&nbsp;266&nbsp;MeV
| afwijking2           = 
}}
'''Tritium''' (symbool '''T''' of '''<sup>3</sup>H''') is een [[isotoop]] van [[Waterstof (element)|waterstof]] met in de atoomkern een [[proton (deeltje)|proton]] en twee [[neutron]]en, in plaats van alleen maar een proton (bij [[protium (isotoop)|protium]]). De [[atoommassa]] bedraagt 3,016 [[Atomaire massa-eenheid|u]]. Tritium is bij standaardtemperatuur en -druk een gas, net als "gewone" waterstof, protium.

Tritium is [[radioactief]] (vervalt door [[bètaverval]] tot [[helium-3]]) met een [[halveringstijd]] van ongeveer 12,26 jaar. De laag-energetische [[elektron]]en ([[bètastraling|bètastralen]]) van tritium dringen niet door de menselijke huid heen. Het is alleen gevaarlijk als het in grote hoeveelheden wordt opgenomen. De lage energie van de straling maakt het ook moeilijk deze te detecteren.

== Verval ==
Voor tritium zijn verschillende experimentele waarden voor de halveringstijd in omloop. Het Amerikaanse [[National Institute of Standards and Technology]] (NIST) stelt dat deze (4500&nbsp;±&nbsp;8) dagen (ongeveer 12,32 jaar) bedraagt.<ref>[https://web.archive.org/web/20111017042101/http://nvl.nist.gov/pub/nistpubs/jres/105/4/j54luc2.pdf Comprehensive Review and Critical Evaluation of the Half-Life of Tritium], National Institute of Standards and Technology</ref> Tritium vervalt tot [[helium-3]] via de kernreactie:

:{{betaverval|3|1}}

De vervalenergie bedraagt 18,6&nbsp;[[Elektronvolt|keV]]. Het [[elektron]] heeft een gemiddelde kinetische energie van 5,7&nbsp;keV. Het haast niet detecteerbare [[elektron-antineutrino]] gaat er vandoor met de resterende energie. De geringe energie van de [[bètastraling]] wordt toegepast met gelabelde verbindingen bij ''[[Scintillatiemeter|liquid scintillation counting]]''.

== Productie ==
Tritium ontstaat in de natuur door de interactie van energierijke neutronen in kosmische straling met [[Stikstof (element)|stikstof]] in de [[aardatmosfeer|atmosfeer]].

:<chem>^{14}_7N + ^1_0n -> ^{12}_6C + ^3_1T</chem>

Het ontstaat in kernreactoren met [[zwaar water]] zoals de [[CANDU-reactor]]: 2,5&nbsp;kg/a in ''[[Ontario Power Generation]]''.

:<chem>^2_1D + ^3_1T </chem>

Het ontstaat ook in [[kernreactor]]en als [[Lithium-6|<sup>6</sup>Li-kernen]] aan een [[neutronenbron]] worden blootgesteld. Dit gebeurt bijvoorbeeld als lithium aan het koelwater wordt toegevoegd om de [[pH]] te regelen. Voor productie van tritium voor gebruik in [[waterstofbom]]men worden staven met lithium in een kernreactor ingebracht, bijvoorbeeld in [[Savannah River Site]].

:<chem>^6_3Li + ^1_0n -> ^4_2He + ^3_1T</chem>

Het tritium vervalt zoals hoger gesteld tot helium-3. Dit helium-3 vormt echter bij bestraling met neutronen nieuw tritium:

:<chem>^3_2He + ^1_0n -> ^1_1H + ^3_1T</chem>

Bij de [[kernramp van Fukushima]] is 2,45&nbsp;g tritium vrijgekomen.

== Chemische eigenschappen ==
De chemische eigenschappen van tritium zijn nagenoeg gelijk aan die van waterstof. Door de, ten opzichte van waterstof, driemaal zo grote [[atoommassa]] zijn de fysische eigenschappen van veel tritiumverbindingen echter meetbaar verschillend.

== Toepassingen ==
[[Bestand:Tritium-watch.jpg|thumb|Uurwerk met tritiumverlichting]]
Het wordt wel gebruikt in [[waterstofbom]]men en in experimentele installaties voor [[kernfusie]] omdat het relatief makkelijk kernfusie ondergaat. Het vindt ook toepassing in lichtgevende stoffen (bijvoorbeeld horlogewijzers en vluchtwegsignalering), waarbij natuurlijk de [[stralingshygiëne]] bepaalde eisen aan de verwerkingstechniek stelt.

Toepassingen zijn verder veelal in militair materiaal. Dit vooral als lichtbron voor het richten van wapens, tactical devices, in militaire horloges (zoals [[Traser]] en [[Luminox]]) en tegenwoordig ook in sleutelhangers, lichtgevende buisjes (bètalights) en zaklampjes zonder batterij.

Meting van tritium wordt ook gebruikt om de ouderdom van [[Magma (gesteente)|magma]], de ouderdom van wijn en de waterinhoud van het menselijk lichaam te meten.

=== Kernfusie ===
Met [[deuterium]] kan tritium [[Kernfusie|versmelten]] tot [[helium-4]], waarbij een [[neutron]] en energie (17,6 MeV) vrijkomt:

:<chem>^2_1D + ^3_1T -> ^4_2He + ^1_0n</chem>

Deze reactie kan in theorie benut worden voor energieopwekking in [[fusie-energie|fusie-reactoren]].

== Geschiedenis ==
[[Ernest Rutherford]] maakte samen met [[Mark Oliphant]] en [[Paul Harteck]] in [[1934]] voor het eerst tritium door twee [[deuterium]]-kernen op elkaar te doen botsen.

<chem>2^2_1D -> ^3_1T + ^1_1H</chem>

Tegelijk vormde de concurrerende reactie [[helium-3]]

<chem>2^2_1D -> ^3_2He + ^1_0n</chem>

Rutherford kon het tritium niet volledig scheiden van het deuterium. [[Luis Alvarez]] slaagde daar in 1937 wel in door gebruik van een [[cyclotron]]. Alvarez leidde ook af dat tritium radioactief moest zijn en {{IsotoopAZ|He|A=3}} niet, wat juist bleek.

[[Willard Libby]] ontdekte dat tritium kon worden gebruikt om de ouderdom van waterlagen vast te stellen, wat bijvoorbeeld toepassingen heeft bij wijnjaren en grondwatermonsters. De techniek is analoog aan [[C14-datering|koolstofdatering]]. Atmosferische kernproeven veroorzaakten in de [[1960-1969|jaren '60]] van de [[20e eeuw]] een duidelijke piek in de hoeveelheid tritium in de atmosfeer.

== Wettelijk toegestane activiteit in drinkwater ==
De wettelijke regels voor toegestane concentraties van tritium in [[drinkwater]] wisselen.

* [[Wereldgezondheidsorganisatie|World Health Organization]]: 10000 Bq/l
* [[Canada]]: 7000 [[Becquerel (eenheid)|Bq]]/l
* [[Verenigde Staten]]: 740 Bq/l ''(Safe Drinking Water Act)'', afgeleid van een toegestane [[geabsorbeerde dosis|dosis]] van 40 [[Sievert|microsievert]] per jaar
* [[Europese Unie]]: onderzoekslimiet van 100 Bq/l

== Externe links ==
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20070121042708/http://atom.kaeri.re.kr/ Nuclear Data Evaluation Lab]
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20060514063237/http://alsos.wlu.edu/qsearch.aspx?browse=science%2FTritium Literatuuroverzicht over tritium in de Alsos Digital Library]
* {{en}} [http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+tritium,+radioactive NLM Hazardous Substances Databank – Tritium, Radioactieve gegevens over giftigheid van tritium]

{{Appendix}}
{{Navigatie isotopen van waterstof}}
{{Commonscat|Tritium}}

[[Categorie:Radioactieve isotoop]]
[[Categorie:Isotoop van waterstof]]