Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

K čemu se hodí – tantal?

13. 03. 2017 8:00:35
Vzácný prvek se těží v Austrálii, Jižní Americe nebo Africe. Používáte ho prakticky denně, někteří z nás ho dokonce nosí v těle. Jak vznikl tantal a k čemu všemu se hodí?

Kde a jak ve vesmíru vzniká tantal?

V našem vesmíru vzniká tantal procesy, kterým se říká nukleosyntéza a které probíhají při výbuchu supernov. Stejně jako ostatní těžké prvky, ani tantal nemůže vznikat termonukleární fúzí v centrech hvězd. Nejtěžším prvkem, který se tvoří syntézou z lehčích jader je totiž železo. Všechny ostatní, těžší prvky ke svému vzniku syntézou z jader lehčích prvků potřebují velké množství energie.

Přírodní tantal se skládá téměř výhradně z izotopu Ta-181 (99,988%). Další přirozeným izotopem je Ta-180 (0,012%).

Tantal 180 se může tvořit bezprostředně po výbuchu supernovy díky silné koncentraci neutrin z jiných procesů, která působí na hafnium 180. K reakci je potřeba velké množství gama záření, které je krátce po výbuchu supernovy k dispozici v hojné míře.

180Hf + 0,929 MeV + ν → 180mTa + β­ + ν

Syntéza tantalu 181 pak probíhá (už dříve v podobných blozích zmiňovanými) s- a r- procesy. Jedná se o tzv. „slow“ a „rapid“ reakce, jejichž podstatou je zachycení neutronů v jádrech atomů. Z neutronů se dalším rozpadem (beta rozpad) stávají protony. Každý proton změní chemickou podstatu prvku a tím i jeho jméno. Při „pomalých“ procesech bývají neutrony zachytávány po jednom a prvek tak prochází delší cestou. U „rychlých“ procesů se v jádře železa zachytí hned velké množství neutronů a prvek tak vzniká „rychleji“.

Příkladem pomalého procesu je vznik tantalu z hafnia, které je tantalovým sousedem v periodické tabulce prvků.

180Hf + n → 181Ta + β­ + 6,72 MeV

Rychlý proces probíhá zachycením 125 neutronů v jádře železa.

56Fe + 125n → 181Ta + 47β­ + 997 MeV

Ani s- a r-procesy, ve kterých vzniká tantal samozřejmě nejsou pro atomová jádra konečnou. Mohou dále reagovat dalšími s-procesy, kterými vznikají ještě těžší prvky.

Pravděpodobnost záchytu dalších neutronů se dá ocenit pomocí tzv. „průměru záchytu“. Můžete si ho představit jako plochu, kterou musí trefit přilétající neutron, aby se mohl včlenit do jádra. Vyjadřuje se exotickou jednotkou „barn“. Tantal 181 má průměr záchytu 20 barn, zatímco jeho izotop Ta-180 hned 700 barn. Ve vesmíru je logicky daleko méně izotopu Ta-180. Naprostá většina vzniklého tantalu 180 proreaguje dalšími s-procesy, při kterých se z něj tvoří další a ještě těžší prvky.

Objev a pojmenování tantalu

Tantal byl objeven v roce 1802 švédským vědcem Andersem Gustavem Ekebergem. Poté, co se mu podařilo izolovat jeho oxid, všiml si, že je chemicky netečný – nepodařilo se ho rozpustit žádnou kyselinou. Tato vlastnost ho inspirovala k pojmenování nového prvku. Dostal název na počest mytického hrdiny Tantala. Tantalos se znelíbil bohům (podle mythologie žil nepřístojným životem), takže ho potrestali „tantalovými muky“. Měl mít na dosah jídlo i pití, nikdy se ho ale nemohl dotknout, aby uhasil žízeň a hlad.

Kde se dobývá tantal?

Tantal patří ve vesmíru k těm nejvzácnějším neradioaktivním prvkům (pokud není rovnou nejvzácnější). Na Zemi ho nacházíme v rudách společně s niobem. Nejdůležitější z nich jsou tantalit, kolumbit a pyrochlor. Společně bývají tyto rudy nazývány zkratkou Coltan (kolumbit-tantalit).

Coltan je poněkud kontroverzní. Téměř polovina celkového množství se těží v afrických státech, nejvíce v Ruandě a Kongu. Velká poptávka vede k otvírání ilegálních dolů, jejichž výtěžek pak putuje do kapes místních rebelů. V tisku se tedy možná setkáte s pojmem „krvavý coltan“, analogicky k pojmu „krvavých diamantů“.

K čemu se používá vzácný tantal?

Z tantalu se dají vyrobit miniaturní, přitom ale velice výkonné kondenzátory. Je tedy velice žádaným prvkem pro výrobu mikroelektroniky.

Tantal je chemicky spíše netečný, nereaguje při normálních teplotách s kyselinami ani louhy a navíc je biologicky málo aktivní – nejedovatý. To z něj dělá ideální materiál pro chirurgii. Zhotovují se z něj protézy, implantáty, hřeby pro opravu kostí ale také různé chirurgické nástroje.

Jeho slitiny se díky vysoké odolnosti vůči teplotám využívají při výrobě turbín a v technologiích, používaných ve vesmírných projektech. V pozemských podmínkách nahrazuje tantal a jeho slitina keramiku nebo sklo tam, kde trpí extrémními podmínkami – například v chemických reaktorech nebo namáhaných aparátech.

Autor: Dana Tenzler | pondělí 13.3.2017 8:00 | karma článku: 25.27 | přečteno: 645x

Další články blogera

Dana Tenzler

Proč jsou radioteleskopy výkonnější než „obyčejné“ teleskopy?

Říká se jí radiointerferometrie. Metoda, díky níž se dají pozorovat vzdálené galaxie. Pracuje s přesností, o jaké se teleskopům, pracujícím s viditelným světlem, bude dlouho jen zdát.

30.3.2017 v 8:00 | Karma článku: 14.21 | Přečteno: 195 | Diskuse

Dana Tenzler

Vědci se chystají poprvé „vyfotografovat“ černou díru

Stáváme se právě svědkem splnění jednoho dávného snu astronomů. Jak vyfotografovat černou díru, objekt, který je nesmírně daleko a navíc z principu věci není vidět?

27.3.2017 v 8:00 | Karma článku: 31.50 | Přečteno: 1654 | Diskuse

Dana Tenzler

Take on Mars. První lidé na Marsu!

První lidé už přistávají na Marsu – v počítačové simulaci. Vyvinula ji česká společnost Bohemia Interactive. Počítačová hra je dostupná na online portálu Steam.

23.3.2017 v 8:00 | Karma článku: 15.39 | Přečteno: 293 | Diskuse

Dana Tenzler

Radioaktivita škodí nejen lidem – technika je ještě náchylnější než my

Možná vás právě rozzlobil výpadek počítače nebo mobilu. Na vině nemusí být vždy Microsoft. Občas ho způsobí - vesmírné počasí. Můžete svůj mobil ochránit? Nejznámější katastrofou, způsobenou vesmírným zářením, byl let Qantas 72.

20.3.2017 v 8:00 | Karma článku: 20.22 | Přečteno: 438 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Jan Veselý

Zase už nejjasnější

jenže tentokrát ráno, aneb Topocentrický pohled na vesmír v dubnu 2017. Dubnová obloha nepatří jen Venuši, zahlédnout můžeme také Merkur, celou noc je vidět Jupiter a zajímavý kousek předvede i Měsíc.

30.3.2017 v 19:00 | Karma článku: 9.65 | Přečteno: 167 | Diskuse

Jita Splítková

Počítač má umění rád I.

Nové možnosti pro zobrazování reality i pocitů aneb hlína může být i virtuální. Úvodem krátký sci-fi horor, kterým vás uvedu do světů, kde je vše možné.

30.3.2017 v 9:36 | Karma článku: 4.00 | Přečteno: 116 | Diskuse

Dana Tenzler

Proč jsou radioteleskopy výkonnější než „obyčejné“ teleskopy?

Říká se jí radiointerferometrie. Metoda, díky níž se dají pozorovat vzdálené galaxie. Pracuje s přesností, o jaké se teleskopům, pracujícím s viditelným světlem, bude dlouho jen zdát.

30.3.2017 v 8:00 | Karma článku: 14.21 | Přečteno: 195 | Diskuse

Jan Řeháček

Když bouchne Yellowstone...

Jednu z hlavních rolí v katastrofickém filmu "2012" hraje Yellowstonská kaldera, kráter obří sopky dřímající pod stejnojmenným národním parkem. Její další výbuch by měl zničující následky pro celý kontinent. Máme se začít obávat?

29.3.2017 v 9:09 | Karma článku: 33.89 | Přečteno: 3212 | Diskuse

Jita Splítková

Technologie, které třesou a zatřesou světem …

Velkým hitem jsou polymery. Zajímají vědce i výrobce řadu let a dá se říct, že neustále dokáží překvapit.

28.3.2017 v 8:21 | Karma článku: 12.31 | Přečteno: 351 | Diskuse
Počet článků 323 Celková karma 23.23 Průměrná čtenost 637

Zajímám se o přírodní vědy. Budu psát o tom, co mě zaujalo. 

Seznam rubrik

Napište mi

Vzkaz autorovi


Zbývá 1000 znaků.


Toto opatření slouží jako ochrana proti webovým robotům.
Při zapnutém javaskriptu se pole vyplní automaticky.


více


Najdete na iDNES.cz

mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.