它的原子核由一颗质子和二颗中子组成。
1934年,卢瑟福、奥利芬特和哈尔特克使用粒子加速器轰击氘核(氢的重同位素),观察到当氘核与氮核发生碰撞时,会产生一种新的放射性物质。这种物质被识别为氚,一种具有一个质子和两个中子的氢的同位素。这一发现是通过检测到的β射线得到证实的,标志着氚的首次发现。[1]
1938年,邦纳在理论分析的基础上,首先提出,氚具有放射性。1939年从实验上证实了氚具有放射性,并测试了其放射性能量。
20世纪四五十年代,美国和苏联为了满足核武器的需求,分别开发了在核反应堆中通过中子辐照锂-6来大规模生产氚的技术。这一技术的成功应用,使得氚的生产效率大幅提高,为后续的应用研究提供了充足的原料。[2]
后来,氚作为氢弹的关键原料之一,其应用价值得到了充分体现。此外,氚也开始在生物医学领域作为示踪剂使用,为科学研究提供了新的工具。[3]
氚的衰变特性:氚通过β衰变生成氦-3,衰变过程中释放的氦原子会直接影响材料中氚的扩散、滞留及氦泡的形成。
形态多样性:氚可以以气体(T2)、水蒸气(HTO)、气溶胶等形式存在于环境中,并通过污染液体、设备或材料传播。
氚与材料相互作用涉及金属氚化物、氢同位素扩散渗透行为等方面。
金属氚化物研究涉及的材料体系包括:Pd、U、Ti、Zr、Sc、V、Nb、Er、LaNi5、ZrCo等。金属吸氚-放氚反应过程的热力学与动力学行为是金属氚化物研究的重点。[5]
整个地球上天然氚的含量只有约2千克,其中10克存在在大气中,13克在地下水中,而其余的氚大都存在于海水里。因此,要获得足够军事和民用需求的氚,必须建造生产氚的特殊设备——产氚堆。[6]
锂的核反应:目前最常用的方法,效率高,但需要使用反应堆,成本较高。
重水中的中子活化: 主要用于重水反应堆,可以同时生产氚和重水,但重水价格昂贵。
其他核反应:效率较低,应用较少。