氕氘氚的用途

【專家解說】：　　氫-1(1H，氕)相對豐度為99.985％，氫-2(2H，氘，也叫重氫)相對豐度為0.016％，這兩種氫是在自然界中穩(wěn)定的同位素。從核反應(yīng)中還找到質(zhì)量數(shù)為3的同位素氫-3(3H，氚，也叫超重氫)，它在自然界中含量極微。 　　早在第二次世界大戰(zhàn)期間，氫即用作A-2火箭發(fā)動機(jī)的液體推進(jìn)劑。196O年液氫首次用作航天動力燃料。1970年美國發(fā)射的“阿波羅”登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料?，F(xiàn)在氫已是火箭領(lǐng)域的常用燃料了。 　　在超聲速飛機(jī)和遠(yuǎn)程洲際客機(jī)上以氫作動力燃料的研究已進(jìn)行多年，目前已進(jìn)人樣機(jī)和試飛階段。 　　在交通運(yùn)輸方面，美、德、法、日等汽車大國早已推出以氫作燃料的示范汽車，并進(jìn)行了幾十萬公里的道路運(yùn)行試驗。其中美、德、法等國是采用氫化金屬貯氫，而日本則采用液氫。以氫作燃料的汽車在經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和安全性三方面均有良好的前景，但目前仍存在貯氫密度小和成本高兩大障礙。 　　氫不但是一種優(yōu)質(zhì)燃料，還是石油、化工、化肥和冶金工業(yè)中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精煉需要?dú)?，如烴的增氫、煤的氣化、重油的精煉等；化工中制氨、制甲醇也需要?dú)?。氫還用來還原鐵礦石。用氫制成燃料電池可直接發(fā)電。采用燃料電池和氫氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，其能量轉(zhuǎn)換效率將遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的火電廠。隨著制氫技術(shù)的進(jìn)步和貯氫手段的完善，氫能將在21世紀(jì)的能源舞臺上大展風(fēng)采。 　　氘是普通氫較重的穩(wěn)定同位素。常溫下，它是一種無色、無味、無毒無害的可燃性氣體。它用于核能、可控核聚變反應(yīng)、氚化光導(dǎo)纖維、氚潤滑油、激光器、燈泡、實驗研究、半導(dǎo)體材料韌化處理以及核醫(yī)學(xué)，核農(nóng)業(yè)等方面；另外在軍事上，它也有一些重要的用途，比如制造氫彈，中子彈和DF激光武器。 　　氚：除了用作核武器的材料外，其他用途很多。氚最容易在高溫條件下與氘實現(xiàn)核聚變反應(yīng)，提取到的氚氣中常含有多種雜質(zhì)氣體，釋放出巨大能量: 　　3H+2H─→4He+n+17.6MeV 　　許多國家都在大力進(jìn)行氚氘熱核聚變自持反應(yīng)堆的研究開發(fā)，并已取得了重要進(jìn)展。經(jīng)反應(yīng)堆中子輻照過的鋰鋁合金，用加速的氘核來轟擊氚靶可以通過這種核反應(yīng)產(chǎn)生12～20兆電子伏的單能中子，對核科學(xué)技術(shù)的研究非常有用。用氚靶制成的中子管(中子發(fā)生器)已有商品出售。 　　氚水是水的唯一理想的放射性示蹤劑，在地下水分布的測定、水庫滲漏的測定、河流、湖泊、泉水流動的跟蹤、1954～1963年期間大氣層的氫彈試驗、冰川運(yùn)動的觀測以至水文學(xué)各方面的研究工作中應(yīng)用很廣。氚和氚標(biāo)記化合物對于化學(xué)反應(yīng)的研究，尤其是生物、醫(yī)學(xué)、生化、生命科學(xué)等的研究特別有用。