日本要將福島含氚核污水排入太平洋，這種放射物質竟能買到？
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2020年10月16日，日本官方發出聲明稱：正式決定將核污水排入太平洋。其環保部聲稱本次污水排放達到環保標準。
新聞截圖，來源三聯生活周刊
福島第一核電站內林立的蓄水箱，來源共同社
從新聞中不難看出，污水中存在著一種難以去除的放射性物質氚。
氚（音chuān），英文名稱：Tritium，亦稱超重氫，是氫的同位素之一，元素符號為T或3H。它的原子核由一個質子和兩個中子所組成，并帶有放射性，會發生β衰變，其半衰期為12.43年，原子量3.016u。
01
可以在網上買到的放射物質
氚的原子核由一顆質子和二顆中子組成，主要用于熱核反應，并且也是一種在核反應之中常見的物元素，整個大氣中，氚的自然含量可能不到 2 kg，但到 20 世紀 60 年代初，核聚變武器的試驗產生了大約 200 kg 的氚，這樣就說明了，只有在極端條件之下才能夠穩定它的存在，同時它的轉化利用最大的就是元素氫，要想徹底處理掉氚的放射性物基本不太可能。
氚的 β 衰變產物為穩定的3He。這也使氚成為使用最廣泛的放射性物質之一。在網上很容易就可以買到各種各樣的含有微量氚氣的鑰匙鏈、項鏈和手表，氚元素的衰變會激發熒光體，比如摻有銅的硫化鋅，在沒有電池或外部電源的情況下，其自發光可持續多年。
氚氣鑰匙扣
氚是一個極弱的 β 射線放射體，對人體的影響主要是由于氚的β衰變只會放出高速移動的電子，不會穿透人體，因此只有大量吸入氚才會對人體有害。同時由于其生物學活性，會被人體細胞用于細胞代謝，造成直接的內照射，從而嚴重危害吸入者的健康。
02
氚的命名大戰
為什么3H 被稱為氚，而不是直接叫氫 -3 呢？
氫的同位素
更確切地說，為什么只有2H 和3H 仿佛獨立的元素一樣，擁有自己的名稱，而其余大量的同位素卻無此殊榮，難道它們不值得嗎？
其實，在 20 世紀初期，許多放射性同位素都擁有各自的名稱，但它們早已停用。1957年，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）正式禁止了除了氘和氚之外的同位素命名，只有少數未經批準的特例，例如，14C 被稱作放射性碳，而230Th 則叫鍰（ionium），它們仍在某些專業領域里被使用。
當同位素這一概念被認識到之后，許多以前被認為是獨立元素的同位素，因為具有明顯相同的化學性質，而被歸類為元素周期表上的某個單一元素。盡管某些同位素之間也被觀察到有輕微的化學差異，但氫同位素的發現是一個重要的轉折點。
氫的同位素，來源百度百科
在化學反應中，2H 和3H 的行為顯然與普通的1H 不完全相同，這給它們獨立命名提供了清晰的依據。
在發現2H 和3H后不久，化學老師被告知要謹慎使用一種元素的同位素的化學性質相同這一論斷，然而即使在今天，這句提醒也經常被忽略。
1932 年， 美 國 科 學 家 哈 羅 德·尤 里、喬治·墨菲和布里克韋德發現了氘，他們在 1933 年的一份報告中給2H 取名氘（deuterium），同時也為當時尚未被發現的3H 取 了氚（tritium）這個名字。
這一先發制人的命名提議，激化了關于氘（deuterium）這個名字是否合適的爭議，又很快演變成了一場激烈的公開辯論。
在大西洋彼岸，盧瑟福支持以diplogen作為2H 的名字，并以diplon稱呼其原子核。這一方案因他個人的名聲而吸引了很多公眾的眼球。
此后不久，在 1934 年初，劍橋大學的馬克·歐力峰、保羅·哈特克和盧瑟福報道稱，他們用diplon轟擊diplogen，生成了3H。
值得注意的是，這篇文章并沒有提到或建議這種新同位素的名字。劍橋大學有關3H 的初步報告錯誤地宣稱它是穩定的，因為他們認為放射性來源于反應的另一種產物3He。
當事實證明情況正好相反時，tritium這個名字已經很常用了。1937 年，盧瑟福在去世前不久，寫了一篇關于3H 的回顧性文章，提倡將3H 命名為triterium。盡管他做出了努力，但triterium并沒有取代尤里提議的tritium，而與diplogen對應的triplogen得到的支持就更少了。
03
特殊，不只是因為名字
氚在同位素中仍顯得很特殊，而這不僅僅是因為它的名字。
氚和氘反應是未來最有前景的聚變能來源。由于一種元素的同位素之間的區別僅僅在于中子的數量，因此同位素之間的相對質量差異對于較輕的元素來說更為顯著，而對于氫來說，這種質量差則是到目前為止最大的。
現在，大量研究領域要依賴于同位素之間化學性質的微小差異，而這種差異往往是由質量的不同引起的。同位素之間相對質量一般差異不大，比如，208Pb 比207Pb 大約重了 0.5%，13C 比12C 重約 8.5%， 但是 T 卻比1H 重了約 200%。
相對質量差異如此之大， 與其他元素相比，T 和1H 之間的差異絕對是一個極端異常值。相對較短的半衰期和稀缺性使得對氚進行宏觀化學性質研究變得極為困難，這是一個遺憾，畢竟氚在同位素效應方面確實是獨一無二的。
責編/心與紙
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