Какво е тежка вода
Тежката вода е деутериева вода с формула D2O. Молекула от тежка вода е съставена от два тежки водородни атома и един кислороден атом, неговата молекулна формула е D2O, относителната молекулна маса е 2 0, тежката вода в природата е по -малко разпределена, в обикновена вода около 0,015% тежка вода, поради малкото съдържание, трудна подготовка, по -важна е от златото.
За какво може да се използва тежка вода
Основната употреба на тежка вода е като "модератор" в ядрените реактори, намалявайки скоростта на неутроните, контролирайки процеса на ядрено делене, а също и като охлаждаща течност. Тежката вода и деутерий са ценни проследяващи при изследване на химически и физиологични промени, например, напояването на дървета с разредена тежка вода може да измери водата, движеща се в тези растения с десетки до десетки метра на час. Количеството деутерий в урината на хора, които са пили големи количества разредена тежка вода, показва, че водните молекули остават в тялото средно 14 дни. Използването на деутерий вместо обикновен водород може да проучи процеса на храносмилане и метаболизъм при растения и животни. Плътната или чистата тежка вода не може да поддържа живота на растенията и животните, а смъртоносната концентрация на тежката вода за обикновените растения и животни е 60%.
Специалната стойност на тежката вода се отразява в прилагането на технологията на атомната енергия. За да се направи мощно ядрено оръжие, е необходима тежка вода като модератор в реакцията на ядрено делене.
При използване на NMR анализ, ако разтворителят е вода и обектът на изследване е водород, като разтворител може да се използва тежка вода. Неутронови модератори: Някои ядрени реактори използват тежка вода, за да забавят неутроните и да им дадат шанс да реагират с уран. Леката вода може да се използва и като модератор, но тъй като леката вода абсорбира неутроните, лек воден реактор трябва да използва обогатен уран, а не обикновен уран или няма да достигне критична маса. Тежките водни реактори използват не само обикновен уран, но и превръщат уран -238 в плутоний за изработка на бомби. Индия, Пакистан, Израел и Северна Корея правят ядрено гориво по този начин. За да се предотврати разпространението на ядрени оръжия, производството и продажбата на тежка вода е ограничено в много страни.
Тежката вода има важни приложения в авангардна технология. Електролизата на тежка вода може да произведе тежък водород, който е суровината за водородни бомби. По -важното е, че тежкият водород може да излъчва огромни количества енергия, когато се подлага на реакции на ядрено синтез и няма да замърси околната среда. Някои хора изчисляват, че ако тежкият водород в морската вода се използва за термоядрена реакция за генериране на електричество, общата енергия е еквивалентна на целия океан, превърнат в нефт.
Може ли да се пие тежка вода
Въпреки че тежката вода е ценен ресурс в авангардна технология, тя е вредна за хората. Хората не могат да пият тежка вода, микроорганизми, риба в чиста тежка вода или вода, съдържаща по -голяма вода (повече от 80%), стига да умрат няколко часа. От друга страна, лека вода, съдържаща много малко тежка вода, като сняг, може да стимулира биологичния растеж.
Обикновено се смята, че тежката вода не е токсична, но някои метаболизми в човешкото тяло изискват лека вода, така че ако пиете само тежка вода, ще се разболеете. Тъй като D в тежката вода има още един неутрон от H, D е два пъти по -тежък от Н, което води до определени промени в химичните му свойства и съществени промени във физическите му свойства. Различните връзки на D са по -силни от тези на Н, а скоростта на прехвърляне на по -тежката D ще бъде много по -бавна от тази на Н, което води до забавяне на химическата реакция на D и смущения в нормалния метаболизъм на организма.
Метод за извличане на тежка вода
Около един от 3200 от водата на земята е полу-тежка вода (HDO). Полу-тестната вода може да бъде извлечена от обикновена вода чрез електролиза и дестилация или химически. Химическите методи могат да се използват, тъй като тежките водородни и обикновени водородни атоми реагират с различни скорости поради малко различни маси. Когато концентрацията на полу-тежка вода във вода достигне определено ниво, тежка вода бавно ще се появи поради обмена на водородни атоми между водните молекули. Електролиза, дестилацията и химичните методи също могат да се използват за повторно изнасяне на чиста тежка вода от полу-тежка вода. Въпреки това, енергията, необходима за електролиза и дестилация, може да бъде много голяма, така че обикновено се използват само химични методи за тази стъпка.