Dabā lielākajai daļai ūdeņraža atomu nav neitronu; šie atomi sastāv tikai no viena elektrona un viena protona, un tie ir vieglākie iespējamie atomi. Tomēr retos ūdeņraža izotopos, ko sauc par deitēriju un tritiju, patiešām ir neitroni. Deitērijam ir viens neitrons, un tritijam, kas ir nestabils un nav redzams dabā, ir divi.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Lielākajai daļai ūdeņraža atomu nav neitronu. Tomēr retiem ūdeņraža izotopiem, ko sauc par deitēriju un tritiju, katram ir attiecīgi viens un divi neitroni.
Elementi un izotopi
Lielākajai daļai periodiskās tabulas elementu ir vairāki izotopi - elementa “brālēni”, kuriem ir vienāds protonu skaits, bet atšķirīgs neitronu skaits. Izotopi šķiet ļoti līdzīgi viens otram un tiem ir līdzīgas ķīmiskās īpašības. Piemēram, blakus bagātīgajam oglekļa-12 izotopam praktiski visās dzīvajās būtnēs var atrast nelielu daudzumu radioaktīvā oglekļa-14. Tomēr, tā kā neitroniem ir masa, izotopu svars ir nedaudz atšķirīgs. Zinātnieki var noteikt atšķirību, izmantojot masu spektrometru un citu specializētu aprīkojumu.
Izmanto ūdeņradim
Ūdeņradis ir visplašāk izplatītais elements Visumā. Uz Zemes jūs pats reti atradīsit ūdeņradi; daudz biežāk tas tiek kombinēts ar skābekli, oglekli un citiem elementiem ķīmiskos savienojumos. Piemēram, ūdens ir ūdeņradis, kas savienots ar skābekli. Ūdeņradim ir svarīga loma ogļūdeņražu, piemēram, eļļu, cukuru, spirtu un citu organisko vielu, veidošanā. Ūdeņradis kalpo arī kā “zaļais” enerģijas avots; sadedzinot gaisā; tas izdala siltumu un tīru ūdeni, neradot CO2 vai citas kaitīgas emisijas.
Izmanto deitērijam
Lai gan deitērijs, kas pazīstams arī kā “smagais ūdeņradis”, notiek dabiski, tā ir mazāk bagātīga, un tā veido vienu no katriem 6420 ūdeņraža atomiem. Tāpat kā ūdeņradis, tas apvienojas ar skābekli, lai iegūtu “smagu ūdeni” - vielu, kas izskatās un izturas līdzīgi kā parasts ūdens, bet kas ir nedaudz smagāks un augstāks sasalšanas punkts, 3,8 grādi pēc Celsija (38,4 grādi pēc Fārenheita), salīdzinot ar 0 grādiem pēc Celsija (32 grādi) Pēc Fārenheita). Papildu neitroni padara smago ūdeni noderīgu radiācijas pasargāšanai un citiem zinātniskās izpētes pielietojumiem. Būdams reti, smagais ūdens ir arī daudz dārgāks nekā parastais. Tā papildu svars padara to ķīmiski nedaudz dīvainu, salīdzinot ar ūdeni. Normālā koncentrācijā par to nav jāuztraucas; tomēr daudzums, kas pārsniedz 25 procentus, sabojās asinis, nervus un aknas, un ļoti augsta koncentrācija var būt nāvējoša.
Izmanto tritiju
Papildu divi tritiumā atrodamie neitroni padara to par radioaktīvu, sabrūkot ar pussabrukšanas periodu 12,28 gadi. Bez dabiska tritija piegādes tas jāveic kodolreaktoros. Neskatoties uz to, ka tā starojums ir nedaudz bīstams, nelielos daudzumos, rūpīgi apstrādājot un uzglabājot, tritijs var būt noderīgs. Ar tritiju izgatavotās “izejas” zīmes rada maigu mirdzumu, kas paliek redzams līdz 20 gadiem; tā kā viņiem nav nepieciešama elektrība, tie nodrošina drošības apgaismojumu strāvas padeves pārtraukuma un citu ārkārtas situāciju laikā. Tritijam pētījumos ir citi izmantošanas veidi, piemēram, ūdens plūsmas izsekošana; tam ir nozīme arī dažos kodolieročos.