Тритиевая вода. Тритиевая вода

Тритиевая вода - что это?

Тритиевая вода – это опасная для человека жидкость, содержащая радиоизотоп водорода – тритий. Синтезированная лишь в 1951 году, она не так хорошо исследована, как дейтериевая вода, и до сих пор остается большой загадкой для ученых. Основная причина малой изученности тритиевой воды заключается в трудности количественного измерения, идентификации и детектирования ее основного компонента – природного трития, который дает слишком слабое бета-излучение.

Тритиевая вода: что это?

Тритиевая вода – сверхтяжелая вода, получаемая путем ядерных реакций и концентрируемая несколькими методами: электролизом, термодиффузией и фракционной перегонкой. Она обладает особыми физическими свойствами, которые отличаются от параметров обычной воды:

температура замерзания – 4-9 °С;
температура кипения – 104 °С;
плотность – 1,33 г/см3.

Тритиевая вода имеет уникальное качество – не поглощается нейтроны, благодаря чему применяется в ядерных реакторах в качестве как теплоносителя, так тормозного соединения для нейтронов. Также ее активно применяют в виде изотопного индикатора при изучении химических, биологических и гидрологических процессов.

Как образуется сверхтяжелая вода?

Сверхтяжелая вода образуется в верхних слоях атмосферы из космогенного трития (99%) и поступает вместе с дождем и снегом в океаны, моря, почву, частично откладываясь в растениях и животных. Большая ее часть концентрируется в водных источниках, причем очень неравномерно: больше трития фиксируется в пресной, а не в морской и океанической воде. В среднем, в 1 литре воды содержится 3,2х10-10 г сверхтяжелого водорода. По результатам многолетних исследований, проводимых Росгидрометром, в атмосферных осадках находится до 4,4 Бк/л трития, а в морях, омывающих территорию России, – 4-10 Бк/л. Резкое повышение концентрации этого изотопа регистрировалось в 1978-1988 годах сразу после Чернобыльской аварии, в результате которой произошло радиоактивное загрязнение огромных территорий.

Питьевая и тритиевая вода

Все питьевые источники содержат небольшую долю сверхтяжелой воды. Вместе с питьем и едой она постоянно поступает в организм человека, почти полностью всасывается в тонком кишечнике (спустя 2-9 минут фиксируется в венозной крови). Большая ее часть, почти 75%, вместе с выдыхаемым воздухом, потом и фекалиями выводится из организма в течение 10 суток. Остальная часть тритиевой воды задерживается на более длительное время, становясь внутренним источником опасных бета-частиц и внося свой вклад в накопление общей жизненной дозы облучения.

Интересный фактИзвестно, что большинство российских долгожителей проживает в Якутии и Дагестане: на миллион населения приходится 324 и 353 человека, тогда как в остальных регионах эта цифра составляет 8 человек. В Болгарии насчитывается 41 долгожитель на миллион жителей, причем большая их часть живет в горах. Еще в 1960-1965 годах сотрудник Томского мединститута Г. Бердышев связал долголетие бурятов, алтайцев и якутов с водой горных источников, используемой ими для питья и приготовления пищи. Он предположил, что в реликтовой воде, которая образуется из горных ледников, содержится минимальное количество изотопа водорода – дейтерия.

Нормы содержания трития в воде

Несколько десятилетий назад уровень трития в воде составлял 1Бк/л. Этот показатель принимался за норму для всех водных источников. Но после проведения испытаний термоядерного оружия и нескольких крупных техногенных катастроф, произошло 35-кратное увеличение концентрации трития в атмосфере. Вследствие этого нормативы менялись несколько раз. На сегодняшний день с учетом принятых в России санитарных норм НРБ-99/2009, верхний предел трития в воде значительно увеличен и составляет 7,7х103 Бк/кг, в воздухе – 1,9х103 Бк/м3.

Существуют рекомендации МАГАТЭ по нормам содержания тритиевой воды в питьевой воде для ряда стран:

США – 700 Бк/л;
Канада – 7000 Бк/л;
Европа – 100 Бк/л.

Как видно, установленные в России пределы по тритию являются самыми высокими, хотя и пересматривались несколько раз.

Источники тритированной воды

Природный тритий – одно из самых редких веществ на планете. Мировые запасы радионуклида составляют всего 30 кг. В воздухе его содержание чрезвычайно мало – 1 молекула трития на 20 куб. сантиметров воздуха. Образуясь в верхних слоях атмосферы, он растворяется в осадках и в виде сверхтяжелой воды поступает на землю, включаясь в круговорот воды.

Дожди, содержащие максимальное количество трития, выпадают в средних полосах Земли, наименее концентрированные – идут над океаном, так как их источником является океаническая вода с невысоким содержанием изотопа. Он почти отсутствует в глубинном льде вечной мерзлоты, поскольку за прошедшие тысячелетия уже успел разложиться.

Еще один источник поступления сверхтяжелой воды в окружающую среду – атомные электростанции, ежегодно выбрасывающие десятки килограммов газообразного трития и сверхтяжелой воды. Этот изотоп водорода образуется при работе атомных реакторов всех типов. Всего в мире работает свыше 500 станций, которые,по мнению зарубежных исследователей, являются причиной увеличения раковых заболеваний у детей в Германии, США и Франции, проживающие в районе работы атомных электростанций.

Существенное количество сверхтяжелой воды дают заводы, получающие тритий для нужд промышленности, научных и оборонных предприятий. Общее его количество, поступившее в атмосферу, составляет 1900-8000 МКи, причем на долю северного полушария приходится до 80% радионуклида.

Чем опасна сверхтяжелая вода?

На протяжении многих тысячелетий содержание трития в атмосфере оставалось постоянным. Потери из-за его естественного распада компенсировались непрерывным ядерным синтезом в верхних слоях атмосферы. Но ситуация изменилась в 1954 года с началом многочисленных испытаний термоядерных бомб, что привело к накоплению сотен килограммов трития в биосфере. После прекращения термоядерных взрывов его содержание начало снижаться, но пока не достигло исходного значения. На сегодняшний день в водоемах Земли содержится около 100 кг техногенного трития.

Поступающая в организм тритированная вода почти полностью усваивается организмом и равномерно распределяется во всех органах и тканях. Спустя два часа содержание трития становится одинаковым в поте, крови, слюне, моче и выдыхаемом воздухе. Обладая радиоактивными свойствами, сверхтяжелая вода представляет серьезную угрозу для здоровья человека. По своей токсичности она превосходит газообразный тритий в 500 раз! Почему? Все дело в том, что содержащийся в ней сверхтяжелый изотоп замещает водород в белках, жирах и углеводах. Проникая в цитоплазму клеток всех органов и тканей, он испускает бета-излучение, разрушающее как на внутренние органы человека, так и на генетический материал половых клеток.

Негативное воздействие тритиевой воды усиливается тем, что при распаде трития образуется газообразный гелий, который разрывает водородные связи и нарушает процесс синтеза структурных компонентов клетки. В результате у человека:

снижается обмен веществ;
замедляется интенсивность тканевого дыхания;
повышает вязкость цитоплазмы;
индуцируются мутации;
ускоряется старение клеток.

При остром поражении тритиевой водой возникает дистрофическое изменение клеток всех внутренних органов.

Острое облучение тритиевой водойВ литературе описан единичный случай облучения человека тритиевой водой в дозе 3,5х1011 Бк. Больной жаловался на общую слабость, повышенная утомляемость, апатию и боли во рту при жевании. При этом у него наблюдался ярко-выраженный геморрагический синдром – изменение состава крови, опустошение костного мозга и резкая деградация сосудистой стенки из-за включения трития Доза внутреннего облучения составила 12 Зв, причем 2/3 дозы сформировалась в первые две недели после приема тритиевой воды.

Биологическое воздействие ОСТ на организм

Как показывают исследования на животных, 98-99% тритированной воды переходит в водную фазу и лишь 1-2% – в тканевые структуры, образуя органический связанный тритий (ОСТ). При этом его большая часть аккумулируется в печени, затем в мышцах и коже, а меньшее количество органического трития откладывается в костях. Именно ОСТ считается наиболее опасным, поскольку дольше всего удаляется из организма – от 21 и до 76 дней, а некоторые молекулы могут находиться до 280-550 дней. Проникая в половые клетки, они вызывают повреждения молекул ДНК и мутации у последующего поколения. Но особенно опасен ОСТ для эмбриона: интенсивность его воздействия в четыре раза превышает степень влияния на взрослого человека.

Тритиевое загрязнение

В последние десятилетия тритиевая проблема стала актуальной для всех стран, включая Россию. В нашей стране высокое содержание трития фиксируется в Уральском регионе, поскольку на его территории работают мощные источники техногенного трития – Белоярская АЭС и ПО «Маяк», занимающейся производством и переработкой трития, а также изготовлением тритиевых узлов ядерных зарядов. Ситуация усложняется сильным загрязнением почвы, воды, воздуха тяжелыми металлами и другими химическими соединениями антропогенного происхождения. Северные районы Уральского региона находятся в зоне влияния ядерных испытаний, проводимых на Новоземельском полигоне.

В 1957 году на производственном объединении «Маяк» произошла крупнейшая радиационная катастрофа, которая привела к загрязнению тритием всего севера Челябинской области и юга Свердловской области. В результате взрыва нитратно-ацетатной смеси на территорию площадью около 20000 кв. км, на которой на тот момент проживало 272000 человек, произошел выброс радиоактивных веществ. Впоследствии пострадавший район назвали Восточно-Уральским радиоактивным следом (ВУРС). Многолетние исследования показали повышенное содержание трития в организмах детей, проживающих от ПО «Маяк» на расстоянии 150 км.

Трудности измерения мощности тритиевого облучения

Сверхтяжелая вода, как и газообразный тритий, негативно влияет на весь организм человека и относится к важнейшим дозообразующим радионуклидам. К сожалению, до сих пор плохо изучено воздействие малых концентраций тритированной воды на организм человека. Связано это с методическими трудностями определения содержания трития в природной среде и высокой стоимостью измерительной аппаратуры. Реальные дозы полученного облучения обычно определяют по содержанию трития в моче, но и в этой методике имеются недоработки:

контролируется только активность оксида трития, без учета активности органических соединений трития.
при расчете доз не учитываются экспериментальные данные ОСТ с периодом выведения более года и оксида трития – 10 дней.
нормы ОСТ согласно НРБ в 2-3 раза меньше, чем пределы по оксиду трития.

Максимальный пробег бета-частиц трития в воздухе составляет всего 5 мм, что исключает использование измерительных приборов, где исследуемый объект отделяется от рабочего вещества какими-либо пленками.

www.quarta-rad.ru

Тритиевая вода — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Три́тиевая вода́ (очень тяжёлая вода) — вода, в молекулах которой атомы протия (лёгкого водорода) замещены атомами трития (тяжёлого радиоактивного изотопа водорода). В чистой форме называется оксидом трития (T2O или 3h3O) или супертяжёлой водой. Из-за собственной радиоактивности чистый T2O имеет высокую коррозионную активность — при спонтанном бета-распаде трития в 3He происходит выделение атомарного кислорода. Кроме того из-за собственной радиоактивности происходит радиолиз воды с выделением трития и кислорода. Удельная объёмная активность тяжёлой воды составляет 2650 Ки/мл, поэтому она не может быть получена в больших количествах в виде. Тритиевая вода, участвуя в метаболизме почти одинаковым образом с обычной водой, обладает высокой радиотоксичностью.

Для T2O температура плавления — 274,70 К (+1,25 °C), тройная точка — 277,64 К (+4,49 °C), температура кипения +101,6 °C, плотность — 1,21459 г/см³[1]. В других источниках данные о температуре плавления и кипения несколько отличаются.[2]

Тритиевая вода (HTO) в следовых количествах содержится в обычной воде, однако распределение её неравномерно.

Тритиевую (сверхтяжёлую) воду не следует путать с дейтериевой (тяжёлой) водой.

Применение

Разновидности тритиевой воды HTO, DTO и Т2О применяются в качестве радиоактивных индикаторов влагонепроницаемости вещества.

Тритиевая вода также применяется как меченое соединение для исследования водного обмена. Кроме того, тритиевая вода используется как исходное вещество для синтеза других производных трития и для изотопного обмена атомов водорода

Напишите отзыв о статье "Тритиевая вода"

Примечания

↑ Тритий // Химическая энциклопедия. — Т. 5. — М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия». — 1998.
↑ http://www.chemport.ru/chemical_substance_1311.html — «Физические величины» под ред. Григорьева И. С., Мейлихова Е. З., М.:Энергоатомиздат 1991 стр. 297

Отрывок, характеризующий Тритиевая вода

Моё долгое «общение» с сущностями умерших в очередной раз «перевернуло» мой и так уже достаточно необычный, мир. Я не могла забыть того нескончаемого потока глубокого людского отчаяния и горечи, и всячески пыталась найти хоть какой-нибудь способ им помочь. Но дни шли, а я так ничего и не смогла придумать в одиночку, кроме, как опять же – действовать тем же способом, только уже намного осторожнее тратя на это свою жизненную силу. Но так как относиться спокойно к происходящему я никак не могла, то всё же продолжала выходить на контакты и пыталась помочь, как могла, всем отчаявшимся в их беспомощности душам. Правда, иногда бывали и забавные, почти что смешные случаи, об одном из которых мне хотелось здесь рассказать...

На дворе был серый пасмурный день. Низкие набрякшие водой свинцовые тучи еле-еле тащились по небу, грозясь в любой момент разразиться «водопадным» ливнем. В комнате было душно, не хотелось ничем заниматься, только лежать, уставившись в «никуда» и ни о чём не думать… Но дело в том, что именно не думать-то я никогда и не умела, даже тогда, когда честно пыталась расслабиться или отдыхать. Поэтому я сидела в своём излюбленном папином кресле и пыталась прогнать своё «муторное» настроение чтением одной из своих любимых «положительных» книг. Через какое-то время я почувствовала чужое присутствие и мысленно приготовилась встречать нового «гостя»… Но вместо привычного мягкого ветерка меня почти что приклеило к спинке кресла, а мою книжку швырнуло на пол. Я очень удивилась такому неожиданному бурному проявлению чувств, но решила подождать и посмотреть, что же будет дальше. В комнате появился «взъерошенный» мужчина, который, не поздоровавшись и не назвавшись (что обычно делали все остальные), сразу же потребовал, чтобы я «немедленно пошла с ним», потому что я ему «срочно нужна»… Он был настолько взвинченным и «кипящим», что меня это чуть ли не рассмешило. Никакой грустью или болью, как это бывало с остальными, тут и не пахло. Я попыталась собраться, чтобы выглядеть как можно более серьёзно и спокойно спросила:

o-ili-v.ru

Тритиевая вода — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Тритиевая вода (HTO) в следовых количествах содержится в обычной воде, однако распределение её неравномерно.

Тритиевую (сверхтяжёлую) воду не следует путать с дейтериевой (тяжёлой) водой.

Применение

Напишите отзыв о статье "Тритиевая вода"

Примечания

↑ Тритий // Химическая энциклопедия. — Т. 5. — М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия». — 1998.
↑ www.chemport.ru/chemical_substance_1311.html — «Физические величины» под ред. Григорьева И. С., Мейлихова Е. З., М.:Энергоатомиздат 1991 стр. 297

Отрывок, характеризующий Тритиевая вода

– Этого только недоставало! – перебила его княжна, сардонически улыбаясь и не изменяя выражения глаз. – Я женщина; по вашему мы все глупы; но я настолько знаю, что незаконный сын не может наследовать… Un batard, [Незаконный,] – прибавила она, полагая этим переводом окончательно показать князю его неосновательность. – Как ты не понимаешь, наконец, Катишь! Ты так умна: как ты не понимаешь, – ежели граф написал письмо государю, в котором просит его признать сына законным, стало быть, Пьер уж будет не Пьер, а граф Безухой, и тогда он по завещанию получит всё? И ежели завещание с письмом не уничтожены, то тебе, кроме утешения, что ты была добродетельна et tout ce qui s'en suit, [и всего, что отсюда вытекает,] ничего не останется. Это верно. – Я знаю, что завещание написано; но знаю тоже, что оно недействительно, и вы меня, кажется, считаете за совершенную дуру, mon cousin, – сказала княжна с тем выражением, с которым говорят женщины, полагающие, что они сказали нечто остроумное и оскорбительное. – Милая ты моя княжна Катерина Семеновна, – нетерпеливо заговорил князь Василий. – Я пришел к тебе не за тем, чтобы пикироваться с тобой, а за тем, чтобы как с родной, хорошею, доброю, истинною родной, поговорить о твоих же интересах. Я тебе говорю десятый раз, что ежели письмо к государю и завещание в пользу Пьера есть в бумагах графа, то ты, моя голубушка, и с сестрами, не наследница. Ежели ты мне не веришь, то поверь людям знающим: я сейчас говорил с Дмитрием Онуфриичем (это был адвокат дома), он то же сказал. Видимо, что то вдруг изменилось в мыслях княжны; тонкие губы побледнели (глаза остались те же), и голос, в то время как она заговорила, прорывался такими раскатами, каких она, видимо, сама не ожидала. – Это было бы хорошо, – сказала она. – Я ничего не хотела и не хочу. Она сбросила свою собачку с колен и оправила складки платья. – Вот благодарность, вот признательность людям, которые всем пожертвовали для него, – сказала она. – Прекрасно! Очень хорошо! Мне ничего не нужно, князь.

wiki-org.ru

Тритиевая вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Тритиевая вода

Cтраница 3

Стабильности различных биологически активных веществ в условиях изотопного обмена с тритиевой водой очень сильно отличаются. Для введения метки в первичные спирты авторы работы [8] использовали в качестве катализатора дихлор-трис ( трифенилфосфин) рутений, но в этом случае применялась готовая три-тиевая вода с невысокой молярной радиоактивностью, поэтому и молярные радиоактивности конечных препаратов были невелики. Значительно повысить молярную радиоактивность меченых соединений удалось, получая тритиевую воду in situ восстановлением оксида палладия или оксида платины газообразным тритием. [31]

Существует несколько методик для введения метки методом изотопного обмена с тритиевой водой. В работе [8] на примере введения метки в алпра-золам ( рис. 19.1.4), систематизированы эти подходы. [32]

Дейтеронным облучением D2O по реакции D ( d p) T тритиевая вода ОТО с содержанием 1: 1012 трития, ли воздух, который затем многократно продувался через насыщения последнего вода извлекалась из него окисью мерения активности тритий извлекали из полученной гид -: обменом с парами этилового спирта, которые затем пересчетчика. Для определений с точностью до нескольких было 0 1 см3 ОТО и нескольких см3 растворителя, лла измерена растворимость воды в бензоле, толуоле, цик -; жидких нормальных и изопарафинов и олефинов при раз-х. [33]

В анализе этим методом полимер растворяют в безводном диоксане с добавкой тритиевой воды и через некоторое время, необходимое для прохождения реакции обмена, растворитель и воду удаляют путем быстрого высушивания вымораживанием. Радиоактивности выделенного тонкоизмельченного полимера и субстрата измеряют жидкостным сцинтилляционным счетчиком. [34]

Исходным для синтеза соединений, меченных тритием, является газообразный тритий или тритиевая вода. Путем гидрирования двуокиси углерода над катализатором получают тритийсодержа-щие углеводороды, из ненасыщенных углеводородов получают насыщенные, с помощью литийалюминийгидрида получают меченые спирты. Более широко используют гидратацию и гидролиз тритиевой водой. Так, гидролиз R-MgF и R - Zn - R приводит к образованию углеводородов, содержащих тритий; взаимодействие паров тритиевой воды с ацетиленом над катализатором приводит к образованию уксусного альдегида. [36]

В пробирке с притертой пробкой смешивают 2 г фенола с 30 мл тритиевой воды. Отделяют фенол от воды: насыщают водный раствор поваренной солью, а затем экстрагируют фенол несколькими порциями ( по 1 мл) диэтилового эфира. После осушки эфирного раствора хлористым кальцием и отгонки эфира фенол может быть перегнан из маленькой перегонной колбы. [37]

Как и следовало ожидать, самый высокий коэффициент электролитического разделения был получен для тритиевой воды. Электролиз раствора NaOH в воде, содержащей 10 - 9 % трития, дал обогащение последним воды, отвечающее величине а 13 4 - 14 7 ] 273 ], так что концентрирование таким путем искусственно получаемого трития вполне перспективно. [38]

Подобным же образом отсутствие у радиоактивного хлористого водорода ( раствор хлористого водорода в тритиевой воде) способности вступать в обмен с бутеном-1 было сочтено еще за одно доказательство, что ион трития, а следовательно, и ион водорода, присоединяется к углерод-углеродной двойной связи нелегко. По мнению автора настоящей статьи, эти опыты просто указывают на то, что в условиях реакции этилфосфат очень стабилен, что его образование не является обратимой реакцией и что хлористый водород в условиях опытов не легко присоединяется к бутену-1; последнее обстоятельство легко поддается проверке. [39]

Было бы интересно знать, как изменяется с температурой изотопный эффект в мольном объеме тритиевой воды от 100 С до критической точки. [41]

При использовании традиционной методики ( когда в реакционную ампулу помещали катализатор, вещество, тритиевую воду, диоксан и перемешивали ее содержимое при комнатной температуре) молярная радиоактивность достигала 65 ТБк / моль. Наиболее удачной оказалась методика, когда алпразолам, PdO и катализатор выдерживали в атмосфере газообразного трития в течение 10 - 15 мин при 70 С. [42]

Разрабатывается метод так называемой волокси-дации, при котором осуществляется каталитическое окисление трития ( в виде тритиевой воды) в присутствии благородных газов или их окислов с последующей адсорбцией тритиевой воды на молекулярных ситах. Считается также возможным осуществление на перерабатывающем заводе замкнутого цикла воды, содержащей тритий, с выбросом в атмосферу лишь некоторой части ее конденсата. [43]

Основной вывод из приведенных данных заключается в том, что при осуществлении изотопного обмена с тритиевой водой необходимо предварительно тщательно высушивать катализатор, субстрат, растворители не только для того, чтобы уменьшить изотопное разбавление 100 % тритиевой воды, но и для того, чтобы по возможности уменьшить поверхностный слой водных кластеров и тем самым увеличить вероятность адсорбции молекул вещества на активных центрах катализатора. [44]

Для введения метки в соединения, неустойчивые в условиях гидрирования, незаменим метод изотопного обмена с тритиевой водой в инертных растворителях. Главным источником тритиевой воды, как правило, является PdO, который предварительно восстанавливают газообразным тритием. [45]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru