Što je teška voda
Teška voda je deuterijska voda s formulom D2O. Molekula teške vode sastoji se od dva atoma teških vodika i jednog atoma kisika, njegova molekularna formula je D2O, relativna molekularna masa je 2 0, teška voda u prirodi je manje raspoređena, u uobičajenoj vodi oko 0,015% teške vode, zbog malog sadržaja, teške pripreme, a to je i jače od zlata.
Za što se može koristiti teška voda
Glavna upotreba teške vode je kao "moderator" u nuklearnim reaktorima, smanjujući brzinu neutrona, kontrolirajući postupak nuklearne fisije, a također i kao rashladno sredstvo. Teška voda i deuterij vrijedni su tragači u proučavanju kemijskih i fizioloških promjena, na primjer, navodnjavanje stabala s razrijeđenom teškom vodom može izmjeriti vodu koja se kreće u tim biljkama s desecima do desetaka metara na sat. Količina deuterija u urinu ljudi koji su pili velike količine razrijeđene teške vode pokazuju da molekule vode ostaju u tijelu u prosjeku 14 dana. Korištenje deuterija umjesto uobičajenog vodika može proučiti proces probave i metabolizma u biljkama i životinjama. Gusta ili čista teška voda ne može održati biljni i životinjski život, a smrtonosna koncentracija teške vode za obične biljke i životinje je 60%.
Posebna vrijednost teške vode ogleda se u primjeni tehnologije atomske energije. Da bi se napravio snažno nuklearno oružje, potrebna je teška voda kao moderator u reakciji nuklearne fisije.
Kada koristite NMR analizu, ako je otapalo vode, a predmet proučavanja vodik, teška voda se može koristiti kao otapalo. Neutronski moderatori: Neki nuklearni reaktori koriste tešku vodu za usporavanje neutrona i pružaju im priliku da reagiraju s urana. Lagana voda se također može koristiti kao moderator, ali budući da lagana voda apsorbira neutrone, reaktor lagane vode mora koristiti obogaćeni uran, a ne obični uran, ili neće dostići kritičnu masu. Teški reaktori ne samo da koriste obični uran, već i pretvaraju uran -238 u plutonij koji stvara bombu. Indija, Pakistan, Izrael i Sjeverna Koreja na ovaj način čine nuklearno gorivo. Kako bi se spriječilo širenje nuklearnog oružja, proizvodnja i prodaja teške vode ograničena je u mnogim zemljama.
Teška voda ima važnu upotrebu u vrhunskoj tehnologiji. Elektroliza teške vode može proizvesti teški vodik, koji je sirovina za vodikove bombe. Što je još važnije, teški vodik može emitirati ogromne količine energije prilikom podvrgavanja reakcija nuklearne fuzije i neće zagađivati okoliš. Neki izračunavaju da ako se teški vodik u morskoj vodi koristi za termonuklearnu reakciju za proizvodnju električne energije, ukupna energija je ekvivalentna cijelom oceanu koja se pretvorila u naftu.
Može li teška voda biti pijan
Iako je teška voda vrijedan resurs u vrhunskoj tehnologiji, ona je štetna za ljude. Ljudi ne mogu piti tešku vodu, mikroorganizme, ribu u čistoj teškim vodama ili vodi koja sadrži jaču vodu (više od 80%), sve dok će umrijeti nekoliko sati. S druge strane, lagana voda koja sadrži vrlo malo teške vode, poput snijega, može potaknuti biološki rast.
Općenito se vjeruje da teška voda nije toksična, ali neki metabolizmi u ljudskom tijelu zahtijevaju laganu vodu, pa ako pijete samo tešku vodu, razboljet ćete se. Budući da D u teškim vodama ima još jedan neutron od H, D je dvostruko jakiji od H, što rezultira određenim promjenama u svojim kemijskim svojstvima i značajnim promjenama u fizičkim svojstvima. Različite veze D su jače od onih H, a brzina prijenosa težeg D bit će mnogo sporije od H, što rezultira usporavanjem kemijske reakcije na D i smetnji s normalnim metabolizmom organizma.
Teška metoda vađenja vode
Otprilike jedan od 3.200 vode na zemlji je polu-teška voda (HDO). Poluma teška voda može se ekstrahirati iz obične vode elektrolizom i destilacijom ili kemijski. Kemijske metode mogu se koristiti jer teški vodik i obični vodik atomi reagiraju različitim brzinama zbog nešto različitih masa. Kada koncentracija polutene vode u vodi dosegne određenu razinu, polako će se pojaviti teška voda zbog razmjene atoma vodika između molekula vode. Elektroliza, destilacija i kemijske metode također se mogu koristiti za ponovni dodatak čiste teške vode iz polu-teške vode. Međutim, energija potrebna za elektrolizu i destilaciju može biti vrlo velika, pa se za ovaj korak koriste samo kemijske metode.