Hvad er tungt vand?

tungt vand er den almindelige betegnelse for vand, der inkluderer deuteriumisotopen af ​​brint, 2H2O eller D2O. Udtrykket kan henvise til vand, der indeholder enhver mængde deuterium, men henviser ofte til vand, der er beriget til at indeholde eller nær 100%.

Deuterium i tungt vand er stort set det samme som normalt brint, der også er kendt som protium, bortset fra at det indeholder en ekstra neutron. Så et deuteriumatom indeholder en neutron, en proton og en elektron. Den ekstra neutron tilføjer en lille mængde vægt, ca. 10% af den samlede vægt, til atomet, hvilket er det, der gør det tungt.

Denne type vand er mest kendt for sin rolle i reguleringen af ​​processerne med atomreaktorer, der ikke bruger beriget uran. Når atomreaktorer deltager i fission, frigiver de neutroner. Disse neutroner bevæger sig utroligt hurtigt. For at have en mere kontrolleret kædereaktion med uenriget uran, skal neutronerne nedsættes. Så for at gøre det bruges en regulator af en eller anden art. BErylium, grafit og normalt vand bruges alle som regulatorer, og alle har deres egne fordele og begrænsninger. Tungt vand er en anden regulator, hvor den tilsatte neutron gør det mere stabilt at regulere neutroner, der passerer gennem det.

I naturen forekommer deuterium en gang for omtrent hver 4000-7000 normale brintatomer. Dette betyder, at omkring en ud af tyve millioner vandmolekyler er tunge vandmolekyler. Dette materiale er ikke rigtig skabt som sådan, men det er raffineret. Normalt vand trækkes ud af store reservoirer, og den lille mængde tungt vand ekstraheres fra det lettere vand. Tungt vand lagres af forskellige nationer og virksomheder, og da det ikke rigtig bruges i sin anvendelse som en nuklear regulator, vokser disse lagre over tid.

Der er en endnu tungere isotop af brint, kaldet Tritium, men det bruges ikke til tungt vand i atomreaktorer. Tritium er radioaktiv, enNd forekommer meget sjældent i naturen, i stedet forekommer det oftest som et biprodukt af nukleare begivenheder. Selve vandet er heldigvis ikke radioaktivt, men det er lidt giftigt for mennesker. Selvom det stort set er det samme som normalt vand, påvirker dens øgede vægt hastigheden af ​​visse vigtige kemiske reaktioner, herunder celledeling. Det niveau, hvorpå tungt vand bliver giftigt, kan variere fra ca. 10% til 50% af det samlede vand i kroppen, afhængigt af en række faktorer. I naturen vil disse niveauer dog aldrig nås, så forgiftning er ikke en reel bekymring.

På grund af sin centrale rolle i reguleringen af ​​fissionsprocessen for opdrætterreaktorer, som kan bruges til at producere plutonium af våbenkvalitet, reguleres dette stof tæt. Det internationale samfund holder øje med nationer, der producerer eller skaffer store mængder af det, da dette kan være et tegn på, at nationen bevæger sig mod at generere atomvåben.