为什么氚被称为核武器库中的珍品？

自然界中罕见的访客

氢有三种同位素。它们是氪、氘和氚。一般来说，氢是指最简单的原子结构。为了区分它们，人们通常称它们为氢、重氢和超重氢。

在氢电缆中，直接投资几乎占全部(9.9852%)；氘只占很少(0.0148%)，而氚没有位置。因为氚的半衰期太短，所以在宇宙进化中形成的氚在地球进化之初就已经灭绝了。然而，由于宇宙射线的作用，每年有100万到500万居里当量的氚在大气中诞生，所以自然界仍然会留下氚的踪迹。

宇宙射线

氚在自然界中很少，分布广泛。它和其他氢元素一起存在于地球的每个角落，从动物和植物有机体到无机矿物。它具有普通氢元素的所有化学特征，与氧化结合合成氚水，与其他元素结合形成各种有机或无机物质，甚至在生命的基本元素脱氧核糖核酸中也能找到。

早在1700年，科学家们就使用化学方法来制造氢，但当时没有人知道氢仍然是一种难以称量的含有氚的微妙混合物。

直到1934年，著名科学家卢瑟福首次在英国剑桥大学卡文迪什实验室制造氚。几乎与此同时，普林斯顿大学的一个研究小组也发现了天然氚。

与上帝和谐相处

科学家估计，太阳每秒向地球释放的热量相当于燃烧115亿吨煤释放的热量。如果所有这些热量都被地球吸收，极地冰盖将消失，世界将变得像火一样热。幸运的是，地球表面覆盖着一层厚厚的大气层，只有一小部分热量被地球表面吸收，从而维持了现有的适合万物生长的自然环境。

自古以来，人类一直认为太阳是众神的最高化身。很长一段时间，人们不知道“天火”燃烧的奥秘。他们一直认为，由于神的力量，太阳神给人类带来了无尽的光和热。科学发展后，人类用先进的科学仪器测量了太阳表面和内部的温度，并用科学来探测太阳日夜“燃烧”的“核火”。这是氘和氚，或者氘和氘之间的热核聚变反应。

在有太阳的特殊环境中，中心温度高达1500-2000万度，有很强的引力场，为聚变反应创造了有利条件。但是谁能创造出这种有数千万度高温的人工环境呢？

科学家发现，只要氚参与反应，聚变反应就可能在几百万摄氏度的高温下发生，所需的氚量非常少。氚在这里有神奇的调谐能力。

核武器仓库中的宝藏

人类最早尝试使用氚是为了开发具有空前威力的热核武器。1952年，美国成功试制了第一个氢弹装置，使用液态氘和氚作为热核材料，这给氢弹增加了沉重的负担。因为为了保持氘和氚的液态，必须带一个复杂的制冷系统，这样第一颗氢弹可以达到65吨，而这只能装载一个火车外壳。这将失去实战的意义。人们称这种含有液态氘和氚的氢弹为热核燃料湿氢弹。

后来，科学家发现锂同位素锂-6是一种极好的热核材料。如果氘化锂-6和氚化锂-6用作氢弹材料，不仅可以实现热核反应，而且可以省去笨重的制冷系统，可以大大减小氢弹的体积，实现小型化。人们称含有氘化锂和氚化锂混合物的氢弹为干式氢弹。

氚在曾经被视为现代核武器精英的中子弹中也发挥着重要作用。“氚储存”是中子弹的核心。科学家指出，只要氚储存装置被插入战术核武器，它就能成为中子弹。

据说中子弹只需要少量的氚。计算表明，一枚当量为1000吨的中子弹理论上只需要7.224克氚。然而，考虑到氚的半衰期，它以每年5%的速率衰减，并且考虑到它的利用率，用于中子弹的氚的量比这个数字大得多。

此外，无论是原子弹、氢弹还是中子弹，都需要一个超小型中子源来引发核裂变的链式反应。目前，工业上常用的中子源不能胜任这项特殊任务。只有氘和氚中子源是最理想的脉冲中子源。它通过高压真空管将少量氚和氘加速到极高的速度，并相互碰撞。这时，大量的中子将被释放出来。这个中子脉冲可以引发核裂变的连锁反应。

氚是核武库中的珍宝。在早期制造热核武器的过程中，氚的价格是无法计算的。即使在产量激增的时候，它也价值数百万美元。在国际市场上，每克的价格高达数万美元。

默默地为人类服务

氚不仅是核武库中的瑰宝，而且在人们的日常生活中发挥着重要作用。如果你稍微注意一下，想想为什么夜光仪在黑暗中会自动发光，找到这个朋友并不困难。

目前，在国际市场上向硫化锌涂层中添加极少量的氚是很常见的。氚发出的辐射被用来激发硫化锌晶体发出绿光。即使在黑暗中，你仍然可以看到表盘上的刻度。

“氚灯”也广泛应用于飞机消防通道、汽车仪表等常见场合。

近年来，民用氚在世界范围内的流通急剧增加。美国每年向瑞士、新加坡、墨西哥、菲律宾和其他国家出口氚，批准的出口量每年超过1000克。

氚具有广阔的应用前景。这就是为什么氚在受控核聚变的研究中发挥着重要作用，全世界的原子物理学家都在为此而共同努力。接力赛已经进行了60年，现在正朝着胜利的终点线冲刺。一旦认识到，仅使用地球上的锂和氘资源就可以解决人类5000亿年的能源需求，也就是说，氚将在未来漫长的岁月中不断为人类提供取之不尽的光和热。

当心偷袭

氚是放射性同位素中温顺的成员之一。它只发射“软”射线，不像drill -60，它发射致命射线。因此，在操作和运输过程中，没有必要担心接触到人员的威胁。然而，一旦氚进入人体并积累，这种“软”辐射将通过电离辐射损害人体组织。现代医学告诉我们，只要0.05克氚进入人体，就会在6小时内因电离辐射损伤而导致急性死亡。

在现代社会中，由于各种人为因素，地球上的氚量大大增加了。例如，氢弹爆炸将释放大量的氚，而巨大的氢弹爆炸将产生2000万居里的放射性氚。自20世纪50年代初以来，大气核武器试验释放的氚已经积累到30亿居里，主要分布在北半球。全世界核电站泄漏的氚量为200万居里。尽管这些人为因素给自然界增加了如此多的氚，但它们并不对人类健康构成威胁。这是由于大气的稀释作用和氚本身的持续衰变。然而，处理不当也会导致灾难。在1986年的切尔诺贝利核事故和2011年日本福岛地震造成的核泄漏事故中，有一定量的氚丢失。

真正对人类生命构成威胁的是氚运行过程中吸入的氚。因此，国内外对氚净化技术进行了大量研究，严格规定了安全生产操作程序，控制和减少了氚向大气中的排放。

总之，只要采取谨慎的保护措施，氚的危害是可以预防的，甚至氚的危害也是可以消除的，没有必要紧张。氚，像其他放射性同位素一样，在被驯化后，肯定会很好地服务于现代社会。