氢同位素--中文百科全书

分类

自然界中氢以1H（氕，H），2H（氘，D），3H（氚，T）三种同位素的形式存在，相对丰度分别为约99.985%、约0.015%、低于0.001%，其中氚具放射性，半衰期为12.33年。

基本信息

标準

天然物质的氢同位素组成由D/H比值确定的δ（D）表示，以标準平均海洋水（SMOW）作为标準品。

套用

在地球科学中氢同位素通常与氧同位素或碳同位素配合，研究大气降水的成岩成矿作用及石油与天然气的成因。可用于热核反应和标记化合物等。

工业生产

液氢精馏、水电解或重水分解均可大规模製氘。液氖吸收法制氘的成本可与液氢精馏法相比。吸附分离与色谱分离是小规模製氘的好方法。利用像热扩散塔中实行自然对流的电泳法，设备简单、能耗小，预计可以以硫化氢双温交换过程（GS过程）竞争。雷射分离氢同位素是很有希望的方法。採用氟化氘-水雷射分离体系，投资比GS过程节约80%～90%，操作费用节约5/6，已接近实现工业生产水平。

氕

氕〈名〉piē

原子质量为1的普通的轻氢同位素。

氢的同位素之一，符号H。质量数1。它是氢的主要成分。

氕（1H）通常称为氢，它是氢的主要稳定同位素，其天然丰度为99.985%，按原子百分数计，它是宇宙中最多的元素，在地球上的含量仅次于氧，它主要分布于水及各种碳氢化合物中，在空气中的含量仅为5X10 -5%。氕的原子序数为1，原子量为1.007947。在常温下，它是无色无臭的气体。

氘

氘 <名>dāo

氢的同位素，其原子量为普通轻氢的二倍，少量的存在于天然水中，用于核反应，并在化学和生物学的研究工作中作示蹤原子。

氘为氢的一种稳定形态同位素，也被称为重氢，元素符号一般为D或2H。质量数2。它的原子核由一颗质子和一颗中子组成。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一，用于热核反应。

重氢在常温常压下为无色无嗅无毒可燃性气体，是普通氢的一种稳定同位素。它在通常水的氢中含0.0139%～0.0157%。其化学性质与普通氢完全相同。但因质量大，反应速度小一些。

氚

氚〈名〉chuān

氢的放射性同位素，原子量为普通氢的三倍，半衰期12.5年，蜕变时放出β射线后形成质量数为三的氦。用中子轰击锂可产生氚。

氢的同位素之一，即超重氢。符号T，质量数3。具有放射性。自然界中存在极微，从核反应製得。主要用于热核反应。

氢-4

氢-4是氢的同位素之一，它包含了质子和三个中子。在实验室里，是用氘的原子核来轰炸氚的原子核，来合成一个氢4的原子核。在这过程中，氚的原子核会从氘的原子核上吸收一个中子。氢4的质量为4.0279121U，半衰期为9.93696x10^-23秒。

氢-4.1

氢-4.1结构上类似氦，它包含了1个质子和2个中子，但因其中一个电子被渺子。由于渺子的轨道特殊，轨道非常接近原子核，而最内侧的电子轨道与渺子的轨道相较之下在很外侧，因此，该渺子可视为原子核的一部分。所以整个原子可视为：“原子核由1个渺子、1个质子和2箇中子组成、外侧只有一个电子”。因此可以视为一种氢的同位素，也是一种奇异原子。一个渺子重约0.1U，故名氢- 4.1(H)。氢-4.1原子可以与其他元素反应，和行为更像一个氢原子不是像惰性的氦原子。

氢-5

氢-5是氢的同位素之一，它的原子核包含了四个中子和一个质子，在实验室里用一个氚的原子核来轰炸氚，这让氚吸收两个氚原子核的质子而形成了氢5。氢5的半衰期非常短，只有8.01930×10秒。

氢-6

氢-6不稳定的氢同位素之一，它包含了一个质子和五个中子，半衰期为3×10秒。

氢-7

氢-7不稳定的氢同位素之一，它包含了一个质子和六个中子。

图表

符号	Z(p)	N(n)	原子质量单位 (u)	半衰期	原子核自旋	丰度	丰度的变化率
1H	1	0	1.00782503207(10)	稳定 [>2.8×1023 年]	1/2+	0.999885(70)	0.999816-0.999974
2H	1	1	2.0141017778(4)	稳定	1+	0.000115(70)	0.000026-0.000184
3H	1	2	3.0160492777(25)	12.32(2) 年	1/2+	痕量
4H	1	3	4.02781(11)	1.39(10)×10-22 s [4.6(9) MeV]	2-
4.1H	2，有1个渺子	2	4.11603(2181)#	>2×10-6 s?	0+#
5H	1	4	5.03531(11)	>9.1×10-22 s ?	(1/2+)
6H	1	5	6.04494(28)	2.90(70)×10-22 s [1.6(4) MeV]	2-#
7H	1	6	7.05275(108)#	2.3(6)×10-23# s [20(5)# MeV]	1/2+#