I naturen har langt størstedelen af hydrogenatomer ingen neutroner; disse atomer består kun af en elektron og en proton og er de letteste atomer, der er mulige. Imidlertid har sjældne isotoper af hydrogen, kaldet deuterium og tritium, neutroner. Deuterium har en neutron, og tritium, ustabil og ikke set i naturen, har to.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
De fleste brintatomer har ingen neutroner. Imidlertid har sjældne isotoper af hydrogen, kaldet deuterium og tritium, henholdsvis en og to neutroner.
Elementer og isotoper
De fleste elementer i det periodiske system har flere isotoper - "fætre" af elementet, der har det samme antal protoner, men forskellige antal neutroner. Isotoper ligner hinanden meget og har lignende kemiske egenskaber. For eksempel kan du ved siden af den rigelige carbon-12-isotop finde små mængder radioaktivt carbon-14 i stort set alle levende ting. Men fordi neutroner har masse, er vægten af isotoper lidt forskellige. Forskere kan opdage forskellen ved hjælp af et massespektrometer og andet specialudstyr.
Anvendelser til brint
Brint er det mest almindelige element i universet. På Jorden finder du sjældent brint alene; meget oftere kombineres det med ilt, kulstof og andre grundstoffer i kemiske forbindelser. Vand er for eksempel hydrogen forbundet med ilt. Brint spiller en vigtig rolle i kulbrinter, såsom olier, sukkerarter, alkoholer og andre organiske stoffer. Brint fungerer også som en ”grøn” energikilde; når de brændes i luften det afgiver varme og rent vand uden at producere CO2 eller andre skadelige emissioner.
Anvendelse til Deuterium
Selvom deuterium, også kendt som “tungt brint”, forekommer naturligt, er det mindre rigeligt og tegner sig for et ud af hver 6.420 hydrogenatomer. Ligesom brint kombineres det med ilt for at producere "tungt vand", et stof der ligner og opfører sig meget som almindeligt vand, men som er lidt tungere og har et højere frysepunkt, 3,8 grader Celsius (38,4 grader Fahrenheit), sammenlignet med 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit). De ekstra neutroner gør tungt vand nyttigt til strålingsafskærmning og andre anvendelser inden for videnskabelig forskning. At være sjældent er tungt vand også meget dyrere end den almindelige slags. Dens ekstra vægt gør det kemisk noget underligt sammenlignet med vand. Ved normale koncentrationer er det ikke noget at bekymre sig om; dog vil mængder over 25 procent beskadige blod, nerver og lever, og meget høje koncentrationer kan være dødelige.
Anvendelse til tritium
De ekstra to neutroner, der findes i tritium, gør det radioaktivt og rådner med en halveringstid på 12,28 år. Uden en naturlig forsyning af tritium skal den fremstilles i atomreaktorer. Selvom dets stråling er noget farlig, kan tritium være gavnligt i små mængder og med omhyggelig håndtering og opbevaring. “Exit” skilte lavet med tritium giver en blød glød, der forbliver synlig i op til 20 år; fordi de ikke har brug for elektricitet, giver de sikkerhedsbelysning under strømafbrydelser og andre nødsituationer. Tritium har andre anvendelser i forskning, såsom at spore vandstrømmen; det spiller også en rolle i nogle atomvåben.