Che cos'è il deuterio?
Il deuterio è un isotopo dell'elemento chimico idrogeno. A differenza del normale idrogeno, che ha un protone, il deuterio ha un protone e un neutrone. Questo isotopo non è radioattivo e si trova in piccole quantità ovunque sia presente l'idrogeno. È utilizzato principalmente nella fusione nucleare, come moderatore per i reattori a fissione e nella risonanza magnetica nucleare.
Per la maggior parte, il deuterio è chimicamente identico al normale idrogeno. Può sostituire l'idrogeno nei legami chimici e la maggior parte degli organismi può essere coltivata con successo ad alti livelli di deuterio. L'ossido di deuterio, chiamato "acqua pesante", mostra alcuni strani effetti dovuti alla massa extra dell'isotopo; è più denso dell'acqua normale e affonderà un cubetto di ghiaccio di acqua pesante. Gli organismi che consumano piccole quantità di acqua pesante sono generalmente inalterati, ma la massa extra provoca un leggero cambiamento nelle sue proprietà di legame e questo può interrompere la biochimica di una cellula se viene usata troppa acqua pesante.
Il deuterio viene estratto dall'acqua di mare, dove si trova ad una concentrazione di circa 300 ppm. È molto diluito, quindi il processo di estrazione è ad alta intensità energetica e costoso; 1 sterlina (0,4 chilogrammi) può costare centinaia di dollari USA (USD). Grazie alla sua massa atomica, l'isotopo è un moderatore dei neutroni migliore dell'idrogeno ordinario e l'ossido di deuterio viene utilizzato in alcuni reattori a fissione nucleare, come il progetto CANDU. Il deuterio viene anche usato nella fabbricazione di bombe nucleari e durante la seconda guerra mondiale gli alleati bombardarono il principale impianto di deuterio della Germania per impedirgli di acquisire armi atomiche.
La maggior parte delle reazioni di fusione facili da raggiungere usano il deuterio come ingrediente, incluso il deuterio-trizio, il focus attuale della ricerca sulla fusione artificiale. La maggior parte dell'isotopo creato all'interno di una stella viene rapidamente nuovamente fuso, quindi la stragrande maggioranza dell'idrogeno nell'universo o rimane idrogeno o viene fuso in elementi più pesanti come l'elio e il carbonio. Le nane brune, che non hanno mai una temperatura interna abbastanza elevata da fondere l'idrogeno ordinario, possono rimanere stabili per alcuni milioni di anni fondendo il loro deuterio.