Co je to deuterium?

Deuterium je izotop vodíku chemického prvku. Na rozdíl od normálního vodíku, který má jeden proton, deuterium má jeden proton a jeden neutron. Tento izotop je neradioaktivní a nachází se v malém množství všude, kde je přítomen vodík. Používá se především v jaderné fúzi, jako moderátor štěpných reaktorů a při zobrazování nukleární magnetickou rezonancí.

Z větší části je deuterium chemicky totožné s běžným vodíkem. Může nahradit vodík v chemických vazbách a většina organismů může být úspěšně pěstována na vysokých úrovních deuteria. Oxid deuteria, nazývaný „těžká voda“, vykazuje díky zvláštní hmotnosti izotopu některé podivné účinky; je silnější než běžná voda a ledová kostka těžké vody klesne. Organismy, které spotřebovávají malé množství těžké vody, nejsou obecně ovlivněny, ale nadbytečná hmota způsobuje mírnou změnu jejích vazebných vlastností, a pokud se použije příliš mnoho těžké vody, může to narušit biochemii buňky.

Deuterium se získává z mořské vody, kde se nachází v koncentraci asi 300 ppm. Je velmi zředěný, takže proces extrakce je energeticky náročný a nákladný; 1 libra (0,4 kilogramu) může stát stovky amerických dolarů (USD). Vzhledem ke své atomové hmotnosti je izotop lepším moderátorem neutronů než běžný vodík a oxid deuteria se používá v některých reaktorech jaderného štěpení, jako je například konstrukce CANDU. Deuterium se také používá při výrobě jaderných bomb a během druhé světové války spojenci spojili bombardování německé hlavní deuteriové elektrárny, aby zabránili v získávání atomových zbraní.

Většina snadno dosažitelných fúzních reakcí používá deuterium jako složku, včetně deuteria-tritia, což je současné zaměření výzkumu umělé fúze. Většina izotopu vytvořeného uvnitř hvězdy je rychle znovu roztavena, a tak velká většina vodíku ve vesmíru buď zůstává vodík, nebo je roztavena do těžších prvků, jako je hélium a uhlík. Hnědí trpaslíci, kteří nikdy nemají dostatečně vysokou teplotu jádra, aby mohli roztavit obyčejný vodík, mohou zůstat stabilní několik miliónů let fúzováním jejich deuteria.