Co to jest deuter?
Deuter jest izotopem pierwiastka chemicznego wodoru. W przeciwieństwie do normalnego wodoru, który ma jeden proton, deuter ma jeden proton i jeden neutron. Ten izotop jest nieradioaktywny i występuje w małych ilościach wszędzie tam, gdzie obecny jest wodór. Jest stosowany przede wszystkim w syntezie jądrowej, jako moderator reaktorów rozszczepienia oraz w obrazowaniu jądrowego rezonansu magnetycznego.
W większości deuter jest chemicznie identyczny jak zwykły wodór. Może zastępować wodór w wiązaniach chemicznych, a większość organizmów można z powodzeniem hodować na wysokich poziomach deuteru. Tlenek deuteru, zwany „ciężką wodą”, wykazuje pewne dziwne skutki z powodu dodatkowej masy izotopu; jest grubszy niż zwykła woda, a kostka lodu ciężkiej wody zatonie. Organizmy, które zużywają małe ilości ciężkiej wody, są zasadniczo niezmienione, ale dodatkowa masa powoduje niewielką zmianę jej właściwości wiążących, a to może zakłócić biochemię komórki, jeśli zastosuje się zbyt dużo ciężkiej wody.
Deuter jest ekstrahowany z wody morskiej, gdzie występuje w stężeniu około 300 ppm. Jest bardzo rozcieńczony, dlatego proces ekstrakcji jest energochłonny i drogi; 1 funt (0,4 kilograma) może kosztować setki dolarów amerykańskich (USD). Ze względu na swoją masę atomową izotop jest lepszym moderatorem neutronowym niż zwykły wodór, a tlenek deuteru jest stosowany w niektórych reaktorach rozszczepienia jądrowego, takich jak konstrukcja CANDU. Deuter jest również wykorzystywany do produkcji bomb nuklearnych, a podczas II wojny światowej alianci zbombardowali główną niemiecką fabrykę deuteru, aby powstrzymać ją od nabywania broni atomowej.
Większość łatwych do osiągnięcia reakcji syntezy wykorzystuje deuter jako składnik, w tym deuter-tryt, który jest obecnie przedmiotem badań nad sztuczną syntezą. Większość izotopu utworzonego wewnątrz gwiazdy jest szybko ponownie łączona, więc ogromna większość wodoru we wszechświecie albo pozostaje wodorem, albo jest wtopiona w cięższe pierwiastki, takie jak hel i węgiel. Brązowe karły, które nigdy nie mają wystarczająco wysokiej temperatury rdzenia, aby stopić zwykły wodór, mogą pozostać stabilne przez kilka milionów lat przez stopienie ich deuteru.