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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つのプロトンのみで構成されており、可能な限り軽い原子です。ただし、重水素やトリチウムと呼ばれる希少な水素の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;読まなかった)
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希少な水素同位体には、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。同じ数の陽子を持っているが、異なる数の中性子を持っている元素の「いとこ」です。同位体は互いに非常によく似ており、化学的性質も似ています。たとえば、豊富な炭素12同位体と並んで、実質的にすべての生物に微量の放射性炭素14を見つけることができます。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、質量分析計およびその他の専用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、水素が単独で見つかることはほとんどありません。多くの場合、酸素、炭素、その他の化合物の元素と結合します。たとえば、水は酸素と結合した水素です。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。空気中で燃えたとき; COを生成せずに熱と純水を放出します2 またはその他の有害な排出物。
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、それほど豊富ではなく、水素原子6,420個に1個を占めています。水素と同様に、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、動作しますが、わずかに重く、0度と比較して摂氏3.8度(華氏38.4度)高い凝固点を持ちます摂氏(華氏32度)。余分な中性子により、重水は放射線遮蔽や科学研究の他の用途に役立ちます。まれであるため、重水は通常の種類よりもはるかに高価です。その余分な重量により、水と比較して化学的にいくらか奇妙になります。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、濃度が非常に高いと致命的となります。
トリチウムの使用
トリチウムに含まれる余分な2つの中性子は放射性になり、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、原子炉で作らなければなりません。その放射は多少危険ですが、少量で、慎重な取り扱いと保管により、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。彼らは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。トリチウムには、水の流れの追跡など、研究における他の用途もあります。また、一部の核兵器でも役割を果たします。