氢-3,又称氚,核素符号H或T,半衰期为12.32a,来源分为天然来源和人工来源。在环境监测中,H的(活度浓度)监测一般仅考虑氚化水(HTO)形态的H活度浓度。

中文名

氢-3、氚

外文名

Tritium

别名

半衰期

12.32a

原子序数

1

核素符号

3H

原子质量数

3.016

毒性分组

低毒组

主要来源

1.天然来源。①大气上层宇宙射线生成的中子轰击氮原子,发生 N(n, H) C核反应产生;②中子与自然界中 Li发生 Li(n,α) H核反应产生。

2.人工来源。①大气层核试验;②核反应堆产生:如反应堆中的辐照 Li制备 H,其核反应速度为 Li(n,α)从重水反应堆的重水中提取由 H(n,γ) H核反应产生影响影响乏燃料后处理厂;④加速器制备 H,如用氘核轰出氘靶,通过 H(d,p) H核反应反应生氚;⑤热核武器试验产生,其产量远远超过了天然氚量。

监测方法

在辐射环境监测中,特别是在核电站周围的辐射环境监测中,需监测 H活度浓度的介质包括水、空气和生物样品,在某些场合有时也需要监测土壤介质中的 H活度浓度。在环境监测中, H的(活度浓度)监测一般仅考虑氚化水(HTO)形态的 H活度浓度。

1.水中 H的分析。水样有两类:一类是环境水,另一类是核设施的排放水。环境保护部门监测环境水氚浓度,均采用现行的国家标准《水中氚的分析方法》(GB12375—90),该标准规定了分析水中氚的方法,即在含氚水样中加入高锰酸钾进行常压蒸馏,碱式电解浓缩,二氧化碳中和,真空冷凝蒸馏。然后将一定量的蒸馏液与一定量的闪烁液混合,用低本底液体闪烁谱仪测量样品的活度。适用于测量环境水(江、河、湖水和井水等)中的氚,探测下限为0.5Bq/L,详细步骤参见《水中氚的分析方法》(GB12375—90)。

2.空气中 H的分析。环境空气中 H主要是以氚化水(HTO)形态存在,也有少量以气态T、HT、CHT存在。由于HTO对人体可能造成的危害较T、HT、CHT等含氚气体对人体造成的危害大。因此,辐射环境监测中,特别是在核电站周围环境辐射监测中,对空气中氚化水浓度的分析是重要的监测项目。

HTO样品的采集方法有多种,常用的有干燥剂吸附法、冷冻法、鼓泡法和除湿器采样法等。其中,除湿器采样法及其结果计算可参见《电离辐射环境监测与评价》。

3.生物中 H的分析。生物中总 H是由组决定的自由水 H(TFWT)与有机结合 H(OBT)组成的。分析组织自由水 H和有机结合 H,二者相加就可得出其中 H量。也出来直接分析总结 H总结组织自由水 H的分析比较简单、有机结合水 H和总 H的分析比较复杂,需要有一套燃烧与氧化装置,这三种 H的分析均可参见《电离辐射环境监测与评价》。

4.土壤中 H的分析。土壤中的 H,一部分存在于其有机物中,一部分存在于其自由水中。为分析土壤中自由水中的 H活度浓度,可先用真空冷冻干燥法或溶剂共沸蒸馏法提取土壤中的自由水,然后按水中 H的分析方法进行 H分析。为分析土壤中有机物所含的 H,可先将土壤加热使有机物燃烧、氧化得到水,而后按水中 H的分析方法分析 H。

5.人体内污染监测方法。尿样品处理,液体闪烁计数器测量,典型探测限100Bq/L。

用途

1.用于制造热核武器。

2.参与受控热核反应,成为一种主要的新能源。

3.利用氚的低能β射线制备低能放射源,用于超薄材料厚度的测定。

4.利用氚的辐射能制作原子电池、荧光物质、静电消除器和火灾报警器。

5.放射性示踪剂,用于国防工业、化学、农业、生物学、医学、环境科学、水文地质以及考古学领域。