Hydrogen-isotoper: Egenskaber, Anvendelse og Applikationer

Hydrogen har tre isotoper, kaldet hydrogen eller protium, tungt hydrogen eller deuterium, og tritium. De to første – protium og deuterium – forekommer i naturen i påviselige mængder, men den tredje isotop, tritium, er en ustabil art produceret i kerne-reaktioner. På grund af de enormemasse forskelle blandt de tre isotoper, adskiller de sig bemærkelsesværdigt i deres fysiske egenskaber og anvendelser. Anvendelserne af disse isotoper diskuteres nedenfor.

Anvendelse af Almindeligt Hydrogen

Almindeligt hydrogen eller protium repræsenteres som H. En af anvendelserne af hydrogen er hydrogenering af materialer, såsom kvælstof (for at producere ammoniak), carbonmonoxid (for at give methanol og en række andre nyttige produkter), kul (for at give syntetisk benzin), og umættede eller flydende fedtter til faste fedtter (til brug som fødevarer eller til fremstilling af sæbe).

Hydrogen er et effektivt reduceringsmiddel til fremstilling af visse metaller som wolfram i ren tilstand. Det bruges i fremstilling af høj temperatur ved hjælp af oxyhydrogen-flamme til svejseformål. Hydrogen er et godt løftemiddel til at fylde balloner og luftskibe.

Anvendelse af Tungt Hydrogen

Deuterium eller tungt hydrogen er fundet som en kilde til deuteroner, som er i stand til at initiere flere kerne-transformationer gennem dannelse af sammensat kerne ved relativt lave energier.

Det bruges i fremstillingen af hydrogenbomben.

Tungt hydrogen er blevet brugt i fremstillingen af deuterium-forbindelser, der har mange anvendelser. Deuterium bruges som moderator i kerne-reaktorer til at reducere hastigheden af hurtigt bevægende neutroner.

Deuterium og dets forbindelser bruges som en "tracer" i studiet af mekanismen af forskellige kemiske og metaboliske reaktioner, der foregår i kroppen. For eksempel har man med hjælp fra deuterium vist, at smørsyre (en komponent i smør) aldrig gemmes i kroppen og er en umiddelbar energikilde, der straks forbruges, mens stearinsyre (en komponent i fedstoff) ikke bruges op med det samme og derfor er nyttig til at opbygge reserve-lager i kroppen.

Anvendelse af Tritium

Tritium har mulighed for brug som et kunstigt radioaktivt tracer i kemi, medicin og biologi. Det bruges i kernefusions-reaktioner. Tritium er en kilde til tritoner, som bruges i flere kerne-transformationer. Tritium er også af potentiale brug i termonukleære processer. Tritium-hydrid, TH, er en meget vigtig forbindelse af tritium. TH bruges i fremstillingen af et antal organiske forbindelser, der indeholder dette radioaktive isotop.