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: 25.57 | přečteno: 713x

Další články blogera

Dana Tenzler

K čemu se hodí … indium?

Měkký kov nám enormně zpříjemňuje život. S velkou pravděpodobností vám právě teď umožňuje čtení mého blogu. Přitom je indium velice vzácné a hrozí dokonce, že se brzo vyčerpají jeho veškeré světové zásoby. (délka blogu 8 min.)

22.5.2017 v 8:00 | Karma článku: 27.12 | Přečteno: 733 | Diskuse

Dana Tenzler

Hvězda, která požírá jinou hvězdu – Algol

I mezi hvězdami se najdou kanibalové. Ten nejznámější se nachází v souhvězdí Persea. K vysvětlení jeho vlastností přispěli nevědomky už staří Egypťané. (délka blogu 8 min.)

18.5.2017 v 8:00 | Karma článku: 18.28 | Přečteno: 350 | Diskuse

Dana Tenzler

Život v blízkosti dvojhvězdy. Albireo – ozdoba noční oblohy

V souhvězdí Labutě můžete nalézt dva nerovné bratry. Dvojhvězda má poetické jméno Albireo. Mohou mít hvězdná dvojčata kolem sebe planety? (Délka blogu 5 min.)

15.5.2017 v 8:00 | Karma článku: 17.23 | Přečteno: 286 | Diskuse

Dana Tenzler

Proč na nebi nevidíme žádné zelené hvězdy?

Při podrobnějším pohledu na nebe rozeznáte mezi hvězdami červenější nebo naopak modřejší exempláře. Některé jsou bílé nebo nažloutlé. Jedna barva duhy ale chybí – zelená. Proč? (délka blogu 5 min.)

11.5.2017 v 8:00 | Karma článku: 22.42 | Přečteno: 530 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

K čemu se hodí … indium?

Měkký kov nám enormně zpříjemňuje život. S velkou pravděpodobností vám právě teď umožňuje čtení mého blogu. Přitom je indium velice vzácné a hrozí dokonce, že se brzo vyčerpají jeho veškeré světové zásoby. (délka blogu 8 min.)

22.5.2017 v 8:00 | Karma článku: 27.12 | Přečteno: 733 | Diskuse

Petr Nejedlý

Německá energetická transformace – aktualizace 2017 (díl 3)

Závěrečný díl miniseriálu o energetické transformaci z pohledu plnění cílů v oblasti ochrany životního prostředí a klimatu, spolehlivosti dodávek energie a hospodárnosti.

21.5.2017 v 10:45 | Karma článku: 16.31 | Přečteno: 497 | Diskuse

Michal Češek

Následky zmizení zdravotních sester?

Sestry se řadí mezi nejpočetnější skupinu zaměstnanců v nemocnicích. Kdyby sestry zmizely – ať už čistě hypoteticky či fakticky, situace by měla bez nadsázky katastrofální následky.

20.5.2017 v 20:41 | Karma článku: 45.26 | Přečteno: 12954 | Diskuse

Dana Tenzler

Hvězda, která požírá jinou hvězdu – Algol

I mezi hvězdami se najdou kanibalové. Ten nejznámější se nachází v souhvězdí Persea. K vysvětlení jeho vlastností přispěli nevědomky už staří Egypťané. (délka blogu 8 min.)

18.5.2017 v 8:00 | Karma článku: 18.28 | Přečteno: 350 | Diskuse

Irena Maura Aghová

Politika zdraví: Život je vlastně riziko

Občas si vyhledávám články na Internetu o zdraví a léčení nemocí, také o medicínské vědě a stavu našeho zdravotnictví. Jsem opravdu zmatená! Ale o tom tento článek.

17.5.2017 v 10:59 | Karma článku: 6.35 | Přečteno: 316 | Diskuse
Počet článků 338 Celková karma 23.70 Průměrná čtenost 653

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.