삼중수소 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
{{동위 원소 정보
| 표 =
| 배경색 = #ffcccc
| 글자색 =
| 그림 = Hydrogen 3.svg
| 그림설명 = 
| 이름 = 수소-3
| 이름추가 = 삼중수소, 트리튬
| 질량수 = 3
| 원소기호 = H
| 중성자수 = 2
| 양성자수 = 1
| 자연존재비 = 미량
| 반감기 = 4500
| 반감기오차 = 8 [[날|일]]
| 부모원소 = 
| 붕괴생성물 = 헬륨
| 붕괴질량수 = 3
| 붕괴기호 = He
| 질량 = 3.0160492
| 스핀 = 1/2+
| 질량 과잉 = 	14,949.794
| 질량 과잉 오차 = 0.001
| 결합에너지 = 	8,481.821
| 결합에너지오차 = 0.004
| 붕괴과정1 = [[베타 붕괴]]
| 붕괴에너지1 = 0.018590
}}

'''삼중수소'''(三重水素) 또는 '''트리튬'''(tritium)은 [[수소]]의 [[동위원소]]로 '''<sup>3</sup>H'''로 표기하며 흔히 '''T'''(←Tritium)로도 표기한다. 수소의 가장 풍부한 동위원소인 [[경수소]] [[원자핵]]은 중성자를 가지고 있지 않는 반면, 삼중수소의 원자핵은 하나의 [[양성자]]와 두 개의 [[중성자]]로 구성되어 있다. 삼중수소의 [[원자 질량]]은 3.0160492이다. 표준 기온 및 압력에서 [[기체]] 형태이며, T<sub>2</sub>나 <sup>3</sup>H<sub>2</sub>로 표기한다. 삼중수소는 [[산소]]와 결합하여 삼중수(T<sub>2</sub>O 혹은 THO)를 형성하며, 이는 [[중수소]] 산화물인 [[중수]]와 유사하다. =

== 에너지 자원 ==
삼중수소는 [[중성자]] 2개와 [[양성자]] 1개로 이루어져 있는데, [[중수소]]는 중성자 1개와 양성자 1개로 이루어져 있다. 중수소 2개를 핵융합시키면 양성자와 삼중수소가 나오며 엄청난 에너지가 나온다. 이 삼중수소는 중수소와 다시 핵융합시키면 또 엄청난 에너지와 중성자, [[헬륨]]가스가 나온다. 또 중수소와 중수소를 핵융합시키면 삼중 수소의 대체품인 헬륨 3이 나온다. 헬륨 3은 중성자 1개와 양성자 2개로 이루어져 있고 중수소와 핵융합시키면 엄청난 에너지와 양성자와 헬륨가스가 나오며 이 과정에서 얻은 [[에너지]]는 [[전기]]로 만들 수 있는 것은 물론이고 [[오염]]없는 [[친환경 에너지]]도 만들 수 있다. 그러므로 기존의 화력 발전소가 만든 온실 가스와 핵분열 발전소가 만든 [[방사성]] 물질이 만들어지지 않는다. 또한 이 에너지는 다른 대체 에너지보다 상상도 못하게 많으며 강력한 에너지 중의 강력한 에너지다. 또한 중수소는 [[바닷물]]에 많다.

== 반응 ==
삼중수소는 [[방사능]]을 지니며, [[반감기]]는 약 12.3년이다. 다음과 같은 식을 통해 [[헬륨-3]]으로 붕괴한다.

:<chem>{^3_1T} -> {^3_2He}+{e^-}+\overline{\nu}_e</chem>

이 과정에서 18.6&nbsp;keV의 에너지를 방출한다. [[전자]]는 6.5&nbsp;keV의 [[운동 에너지]]를 지니고 있으며, 남은 에너지는 [[전자 반중성미자]]에 의해서 전달된다. 삼중수소가 생성하는 에너지의 [[베타 입자]]는 먹거나 흡입할 경우에 위험하다. 삼중수소가 발생하는 방사능이 낮은 에너지를 지니는 이유로, [[액체 섬광 계측]]([[:en:liquid scintillation counting]])과 같은 방식이 아니고는 삼중수소로 표식을 한 물질을 검출하기가 힘들다.

삼중수소는 [[우주선 (물리)|우주선]]과 [[대기]] 기체와의 상호 작용에 의해 자연적으로도 생긴다. 자연적인 생성에서 가장 중요한 반응은, 고속 [[중성자]]와 대기 [[질소]]와의 결합이다.

:<chem>{^{14}_7N}+{^1n} -> {^{12}_6C}+{^3_1T}</chem>

하지만 삼중수소는 비교적 짧은 [[반감기]]를 가지고 있으므로, 이러한 방식으로 생성된 삼중수소는 범지구적인 규모로 볼 때는 누적되는 수준은 아니며, 존재 정도는 무시할만 하다. 공학적으로, 삼중수소는 [[리튬]]-6를 이용하여 [[핵 반응로]]에서 만들 수 있다.

:<chem>{^6_3Li}+{^1n} -> {^4_2He}+{^3_1T}</chem>

삼중수소는 [[중수]] 감속로에서 [[중수소]]가 [[중성자]]를 포획하면서 생성된다. 하지만 이 반응은 매우 낮은 [[반응 단면적]]을 지니고 있기 때문에, 매우 높은 중성자 선속을 지니는 반응로에서만 유용한 삼중수소 생성원으로 작용할 수 있다. 이 외에도 [[붕소]]-10이 [[중성자 포획]]을 거치면서 생성한다.

삼중수소는 [[핵융합]] 연구에서 중요한 물질인데 삼중수소가 중수소와 높은 반응 단면적을 보이고, 17.6 [[전자볼트|MeV]]라는 높은 에너지를 방출하기 때문이다. 이 반응식은 다음과 같다.
:<chem>{^3_1T}+{^2_1D} -> {^4_2He}+n</chem>
모든 원자핵은 [[양성자]]와 [[중성자]]로 구성되어 있으며, 양전하로 말미암아 서로를 밀어낸다. 하지만 [[태양]] 중심부에서와 같이 충분한 온도 및 압력을 지니고 있다면, 원자핵은 전자기 척력을 극복하고 [[강한 상호작용]]이 영향을 미칠 수 있을 정도로 가깝게 접근하고 융합할 수 있다. 삼중수소는 일반적인 [[수소]]와 같은 [[전하]]를 지니고 있기 때문에 동일한 전자기 척력을 보인다. 하지만 질량이 더 높으며, 이로 인해 전자기력에 덜 영향을 받고, 더욱 쉽게 핵융합을 일으키게 되는 것이다. 비록 보다 가벼워서 그 정도는 덜하기는 하더라도 중수소 역시도 보다 쉽게 핵융합을 일으키며, 이것이 [[갈색왜성]]에서 수소는 연소시키지 못하더라도 중수소는 연소시킬 수 있는 이유이다.

== 응용 ==
삼중수소는 [[핵무기]]에서 핵융합을 통해 보다 높은 핵출력을 얻기 위해 사용된다. 하지만 삼중수소는 감쇠하며 저장해두기가 힘들기 때문에 많은 핵무기는 삼중수소 대신 [[리튬]]을 지니는데, 리튬은 폭발시에 높은 중성자 선속과 작용하여 삼중수소를 생성한다. 보다 자세한 사항은 [[핵무기 설계]]를 참조하기 바란다.

[[수소]]와 같이 삼중수소를 가두어 두는 것은 어렵다. [[고무]], [[플라스틱]], 기타 [[강철]] 계열은 삼중수소에 대해 어느 정도의 [[투과계수|투과성]]이 있다. 그러므로, 만약 삼중수소가 [[핵융합로]]에서와 같이 대량으로 사용된다면 [[방사능 오염]]을 유발하게 된다.

대기 중에서의 핵실험은 의외로 해양학자들에게 유용한 점이 있다. 핵실험은 해수면의 삼중수소의 비율을 급격히 높이며, 이 수치는 시간이 흐름에 따라 해수가 얼마나 섞이는지를 판단하는 근거로 작용한다.

소량의 삼중수소로부터 방출되는 [[전자]]는 [[인]]이 빛나도록 하며, 이러한 원리는 비상구 표시나 시계등에 사용되는 스스로 빛을 발하는 [[트레이서 (오버워치)|트레이서]]라는 장치의 원리이다. 일부 국가에서는 빛나는 열쇠 고리를 만들기 위해서도 사용된다. 근래 동일한 방식으로 [[화기]]의 조준기를 만든 적도 있다. 원래 사용되던 [[라듐]]은 독성이 있어서 퇴출되었고, 그 자리를 삼중수소가 대신하게 되었다.

삼중수소화 된 [[티미딘]]은 [[세포 증식]] 분석에서 사용된다. [[세포 분열]] 동안에 세포가 복제됨에 따라 [[뉴클레오사이드]] 분자는 [[DNA]]에 결합되게 된다. 여기서 세포 증식의 양을 판단하기 위해 액체 섬광 계측 기법이 사용된다.

== 역사 ==
삼중수소는 1920년대 말 "나선형" [[주기율표]]를 사용한 [[월터 러셀]](Walter Russell)에 의해 처음으로 예측되었으며, [[어니스트 러더퍼드]]가 마크 올리펀트(Mark Oliphant), 폴 하텍(Paul Harteck)과 함께 1934년 [[수소]]의 또 다른 [[동위 원소]]인 [[중수소]]를 변환해 제조하였다. 러더퍼드는 삼중수소를 분리할 수 없었으며, [[루이스 알바레즈]]는 삼중수소가 방사능을 방출한다는 것을 추론해 내었다. W. F. 리비는 삼중수소를 이용하여 지질학적 표본 및 [[포도주]] 등의 연대 측정에 사용될 수 있다는 것을 증명했다.

== 대중 매체 ==
삼중수소는 [[스파이더맨 2]]에서 등장한 적이 있으며, [[뉴욕]]을 거의 파괴해버린 [[옥토퍼스 박사]]의 핵융합 반응의 원천이었다.

== 인체영향 ==
인간에게 유전자 변이를 일으켜 사람이 사망에 이르게 한다.

== 같이 보기 ==
* [[삼중수소수]]

== 외부 링크 ==
{{위키공용분류}}
* [http://atom.kaeri.re.kr/ 한국 원자력 연구소]

{{붕괴 사슬
| 원소명 = 수소
| 질량수이전 = 중수소
| 질량수다음 = 수소-4
| 붕괴이전 = [[수소-4]]
| 붕괴다음 = [[헬륨-3]]
}}

{{핵 기술}}

{{전거 통제}}

[[분류:삼중수소| ]]
[[분류:수소 동위 원소]]
[[분류:핵물질]]
[[분류:방사화학]]