自然界では、水素原子の大部分には中性子がありません。 これらの原子は、1つの電子と1つの陽子のみで構成されており、可能な限り最も軽い原子です。 ただし、重水素やトリチウムと呼ばれる水素のまれな同位体には中性子があります。 重水素には1つの中性子があり、不安定で自然界には見られないトリチウムには2つの中性子があります。
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
ほとんどの水素原子には中性子がありません。 ただし、重水素およびトリチウムと呼ばれる水素のまれな同位体には、それぞれ1つおよび2つの中性子があります。
元素と同位体
周期表のほとんどの元素には、いくつかの同位体があります。元素の「いとこ」は、陽子の数は同じですが、中性子の数は異なります。 同位体は互いに非常に類似しているように見え、類似した化学的性質を持っています。 たとえば、豊富な炭素12同位体と並んで、事実上すべての生物に少量の放射性炭素14が含まれています。 ただし、中性子には質量があるため、同位体の重量はわずかに異なります。 科学者は、質量分析計やその他の特殊な機器を使用して違いを検出できます。
水素の用途
水素は宇宙で最も豊富な元素です。 地球上では、水素だけを見つけることはめったにありません。 多くの場合、化学化合物の酸素、炭素、その他の元素と組み合わされます。 たとえば、水は水素と酸素が結合したものです。 水素は、油、糖、アルコール、その他の有機物質などの炭化水素で重要な役割を果たします。 水素は「グリーン」エネルギー源としても機能します。 空気中で燃焼したとき; COを生成せずに熱と純水を放出します2 または他の有害な排出物。
重水素の用途
「重水素」としても知られる重水素は自然に発生しますが、その量は少なく、6,420個の水素原子ごとに1個を占めています。 水素と同じように、酸素と結合して「重水」を生成します。これは、通常の水と同じように見え、動作する物質ですが、 摂氏0度(32度)と比較して、わずかに重く、凝固点が高く、摂氏3.8度(華氏38.4度)です。 華氏)。 余分な中性子は、重水を放射線遮蔽や科学研究における他の用途に有用にします。 まれであるため、重水も通常の種類よりもはるかに高価です。 その余分な重量はそれを水と比較して化学的に幾分奇妙にします。 通常の濃度では、心配する必要はありません。 ただし、25%を超える量は血液、神経、肝臓に損傷を与え、非常に高濃度では致命的となる可能性があります。
トリチウムの用途
トリチウムに見られる余分な2つの中性子はトリチウムを放射性にし、12。28年の半減期で崩壊します。 トリチウムの自然な供給がなければ、それは原子炉で作られなければなりません。 その放射線はやや危険ですが、少量で、注意深い取り扱いと保管があれば、トリチウムは有益な場合があります。 トリチウムで作られた「出口」標識は、最大20年間目に見える柔らかい輝きを生み出します。 電気を必要としないため、停電やその他の緊急時に安全照明を提供します。 トリチウムは、水の流れを追跡するなど、研究で他の用途があります。 また、いくつかの核兵器でも役割を果たしています。