リチウム
加えて、Liおよびベリリウム、フッ素は熱中性子捕獲断面積が十分に低いため、原子炉中の核分裂反応を阻害しない数少ない核種の一つである
重水素およびトリチウムを燃料とする磁場閉じ込め方式の核融合炉において、リチウムはトリチウムを生み出すのに用いられる。自然にトリチウムが発生することは非常に稀であるため、反応場であるプラズマをリチウムの入ったブランケットで覆い、プラズマでの重水素とトリチウムの反応から生じる中性子をリチウムと反応させて核分裂させることで、より多くのトリチウムを生成させる必要がある。
Li 6 + n ⟶ He 4 + T 3 {\displaystyle {\ce {^{6}Li{}+{\mathit {n}}->{}^{4}He{}+{}^{3}T}}}
リチウムはまたアルファ粒子源としても利用される。Liが加速陽子と衝突することでBeとなり、Beはすぐに核分裂して2つのアルファ粒子となる。この反応は1932年にジョン・コッククロフトおよびアーネスト・ウォルトンによって行われた初の完全な人工原子核反応であり、この業績は当時「splitting the atom」と呼ばれた。
リチウムは地球上に広く分布しているが、非常に高い反応性のために単体としては存在していない。地殻中で25番目に多く存在する元素であり、火成岩や塩湖鹹水中に多く含まれる。リチウムの埋蔵量の多くはアンデス山脈沿いに偏在しており、最大の産出国はチリである。海水中にはおよそ2300億トンのリチウムが含まれており、海水からリチウムを回収する技術の研究開発が進められている。世界のリチウム市場は少数の供給企業による寡占状態であるため、資源の偏在性と併せて需給ギャップが懸念されている。日本では有馬温泉(兵庫県)と鉄輪温泉(大分県)でリチウムが確認されているが、資料が極めて乏しく、また古い。
6×10 sである。エキゾチック原子核であるLiは中性子ハローを示すことが知られている。Liは、存在が確認されている中で、H以外で唯一陽子のみで構成された原子核を持つ。
Liはビッグバン原子核合成において生成された原生核種(英語版)のひとつである。少量のLiおよびLiは恒星内元素合成において生産されるが、生産される速度と同程度の速さで燃焼して消費されると考えられている。LiおよびLiはより重い元素が宇宙線による核破砕を受けることによっても少量が付加的に生成され、初期の太陽系でのBeおよびBeの放射性崩壊によっても生成される。また、Liは炭素星においても生成される。
リチウムの同位体は鉱物の形成や化学的沈殿、代謝、イオン交換などの多様な自然のプロセスによって分離される。リチウムイオンは粘土鉱物の八面体サイトにおいてマグネシウムや鉄の代替となり、そこではLiはLiより優先して取り込まれるため、その結果、岩石の変質や超濾過の過程において軽い同位体が濃縮される。
リチウム同位体の分離にはレーザー分離法(英語版)と呼ばれる方法が利用できる。