重水とは？

重水は、水素、2H2OまたはD2Oの重水素同位体を含む水の一般的な用語です。 この用語は、任意の量の重水素を含む水を指すことができますが、多くの場合、100％またはほぼ100％を含むように濃縮された水を指します。

重水中の重水素は、通常の水素とほとんど同じです。通常の水素は、余分な中性子が含まれていることを除いて、プロチウムとしても知られています。 したがって、重水素原子には、1つの中性子、1つの陽子、および1つの電子が含まれます。 余分な中性子は、原子に総重量の約10％の少量の重量を追加します。

このタイプの水は、濃縮ウランを使用しない原子炉のプロセスを調整する役割で最も知られています。 原子炉が核分裂に関与すると、中性子を放出します。 これらの中性子は非常に速く移動します。 濃縮されていないウランとの連鎖反応をより制御するには、中性子を減速させる必要があります。 そのため、何らかのレギュレーターが使用されます。 ベリリウム、グラファイト、および通常の水はすべてレギュレータとして使用され、すべて独自の利点と制限があります。 重水は別のレギュレーターであり、追加された中性子により、通過する中性子をより安定させることができます。

自然界では、重水素は約4000〜7000の通常の水素原子ごとに1回発生します。 これは、2,000万個の水分子のうち約1個が重水分子であることを意味します。 このマテリアルは、実際には作成されていませんが、洗練されています。 通常の水は大きな貯水池から引き出され、少量の重水は軽い水から抽出されます。 重水はさまざまな国や企業によって備蓄されており、原子力規制機関としての使用に実際には費やされていないため、これらの備蓄は時間とともに成長します。

トリチウムと呼ばれるさらに重い水素の同位体がありますが、原子炉の重水には使用されません。 トリチウムは放射性であり、自然界では非常にまれにしか発生せず、代わりに核イベントの副産物として最も頻繁に発生します。 ありがたいことに、水自体は放射性ではありませんが、人間にはわずかに毒性があります。 それは通常の水とほぼ同じですが、重量の増加は細胞分裂を含む特定の重要な化学反応の速度に影響します。 重水が有毒になるレベルは、いくつかの要因に応じて、体内の総水分の約10％から50％の範囲です。 しかし、自然界では、これらのレベルに達することは決してないため、中毒は実際の心配ではありません。

兵器級プルトニウムの製造に使用できる増殖炉の核分裂プロセスを規制する中心的な役割のため、この物質は厳しく規制されています。 国際社会は、それを大量に生産または調達している国々に注意を払っています。これは、国が核兵器の生成に向かっている兆候である可能性があるためです。