日本要将福岛含氚核污水排入太平洋，这种放射物质竟能买到？
本文转载自原点阅读
2020年10月16日，日本官方发出声明称：正式决定将核污水排入太平洋。其环保部声称本次污水排放达到环保标准。
新闻截图，来源三联生活周刊
福岛第一核电站内林立的蓄水箱，来源共同社
从新闻中不难看出，污水中存在着一种难以去除的放射性物质氚。
氚（音chuān），英文名称：Tritium，亦称超重氢，是氢的同位素之一，元素符号为T或3H。它的原子核由一个质子和两个中子所组成，并带有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年，原子量3.016u。
01
可以在网上买到的放射物质
氚的原子核由一颗质子和二颗中子组成，主要用于热核反应，并且也是一种在核反应之中常见的物元素，整个大气中，氚的自然含量可能不到 2 kg，但到 20 世纪 60 年代初，核聚变武器的试验产生了大约 200 kg 的氚，这样就说明了，只有在极端条件之下才能够稳定它的存在，同时它的转化利用最大的就是元素氢，要想彻底处理掉氚的放射性物基本不太可能。
氚的 β 衰变产物为稳定的3He。这也使氚成为使用最广泛的放射性物质之一。在网上很容易就可以买到各种各样的含有微量氚气的钥匙链、项链和手表，氚元素的衰变会激发荧光体，比如掺有铜的硫化锌，在没有电池或外部电源的情况下，其自发光可持续多年。
氚气钥匙扣
氚是一个极弱的 β 射线放射体，对人体的影响主要是由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子，不会穿透人体，因此只有大量吸入氚才会对人体有害。同时由于其生物学活性，会被人体细胞用于细胞代谢，造成直接的内照射，从而严重危害吸入者的健康。
02
氚的命名大战
为什么3H 被称为氚，而不是直接叫氢 -3 呢？
氢的同位素
更确切地说，为什么只有2H 和3H 仿佛独立的元素一样，拥有自己的名称，而其余大量的同位素却无此殊荣，难道它们不值得吗？
其实，在 20 世纪初期，许多放射性同位素都拥有各自的名称，但它们早已停用。1957年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）正式禁止了除了氘和氚之外的同位素命名，只有少数未经批准的特例，例如，14C 被称作放射性碳，而230Th 则叫锾（ionium），它们仍在某些专业领域里被使用。
当同位素这一概念被认识到之后，许多以前被认为是独立元素的同位素，因为具有明显相同的化学性质，而被归类为元素周期表上的某个单一元素。尽管某些同位素之间也被观察到有轻微的化学差异，但氢同位素的发现是一个重要的转折点。
氢的同位素，来源百度百科
在化学反应中，2H 和3H 的行为显然与普通的1H 不完全相同，这给它们独立命名提供了清晰的依据。
在发现2H 和3H后不久，化学老师被告知要谨慎使用一种元素的同位素的化学性质相同这一论断，然而即使在今天，这句提醒也经常被忽略。
1932 年， 美 国 科 学 家 哈 罗 德·尤 里、乔治·墨菲和布里克韦德发现了氘，他们在 1933 年的一份报告中给2H 取名氘（deuterium），同时也为当时尚未被发现的3H 取 了氚（tritium）这个名字。
这一先发制人的命名提议，激化了关于氘（deuterium）这个名字是否合适的争议，又很快演变成了一场激烈的公开辩论。
在大西洋彼岸，卢瑟福支持以diplogen作为2H 的名字，并以diplon称呼其原子核。这一方案因他个人的名声而吸引了很多公众的眼球。
此后不久，在 1934 年初，剑桥大学的马克·欧力峰、保罗·哈特克和卢瑟福报道称，他们用diplon轰击diplogen，生成了3H。
值得注意的是，这篇文章并没有提到或建议这种新同位素的名字。剑桥大学有关3H 的初步报告错误地宣称它是稳定的，因为他们认为放射性来源于反应的另一种产物3He。
当事实证明情况正好相反时，tritium这个名字已经很常用了。1937 年，卢瑟福在去世前不久，写了一篇关于3H 的回顾性文章，提倡将3H 命名为triterium。尽管他做出了努力，但triterium并没有取代尤里提议的tritium，而与diplogen对应的triplogen得到的支持就更少了。
03
特殊，不只是因为名字
氚在同位素中仍显得很特殊，而这不仅仅是因为它的名字。
氚和氘反应是未来最有前景的聚变能来源。由于一种元素的同位素之间的区别仅仅在于中子的数量，因此同位素之间的相对质量差异对于较轻的元素来说更为显著，而对于氢来说，这种质量差则是到目前为止最大的。
现在，大量研究领域要依赖于同位素之间化学性质的微小差异，而这种差异往往是由质量的不同引起的。同位素之间相对质量一般差异不大，比如，208Pb 比207Pb 大约重了 0.5%，13C 比12C 重约 8.5%， 但是 T 却比1H 重了约 200%。
相对质量差异如此之大， 与其他元素相比，T 和1H 之间的差异绝对是一个极端异常值。相对较短的半衰期和稀缺性使得对氚进行宏观化学性质研究变得极为困难，这是一个遗憾，毕竟氚在同位素效应方面确实是独一无二的。
责编/心与纸
向左滑动，查看北京市科学技术协会新媒体传播体系
点下在看再走呗
