Vad är Deuterium?
Deuterium är en isotop av det kemiska elementet väte. Till skillnad från normalt väte, som har en proton, har deuterium en proton och en neutron. Denna isotop är icke-radioaktiv och finns i små mängder överallt där väte finns. Det används främst vid kärnfusion, som moderator för klyvningsreaktorer och vid kärnmagnetisk resonansavbildning.
För det mesta är deuterium kemiskt identiskt med vanligt väte. Det kan ersätta väte i kemiska bindningar, och de flesta organismer kan framgångsrikt odlas på höga nivåer av deuterium. Deuteriumoxid, kallad ”tungt vatten”, visar några konstiga effekter på grund av isotopens extra massa; det är tjockare än vanligt vatten och en isbit av tungt vatten sjunker. Organismer som konsumerar små mängder tungt vatten påverkas vanligtvis inte, men den extra massan orsakar en liten förändring av dess bindningsegenskaper, och detta kan störa biocemi i en cell om för mycket tungt vatten används.
Deuterium utvinns från havsvatten, där det finns i en koncentration av cirka 300 ppm. Den är mycket utspädd, och därför är extraktionsprocessen energikrävande och dyr; 1 pund (0,4 kg) kan kosta hundratals dollar (USD). På grund av sin atommassa är isotopen en bättre neutronmoderator än vanligt väte, och deuteriumoxid används i vissa kärnkraftsreaktorer, till exempel CANDU-konstruktionen. Deuterium används också för att göra kärnbomber, och under andra världskriget bombade allierade Tysklands viktigaste deuterium-anläggning för att hindra den från att skaffa atomvapen.
De flesta av de lättillgängliga fusionsreaktionerna använder deuterium som en ingrediens, inklusive deuterium-tritium, det aktuella fokuset för konstgjord fusionsforskning. De flesta av isotopen som skapas inuti en stjärna smälts snabbt igen, och så förblir den stora majoriteten av väte i universum antingen väte eller smälts in i tyngre element som helium och kol. Bruna dvärgar, som aldrig har en tillräckligt hög kärntemperatur för att smälta vanligt väte, kan förbli stabila under några miljoner år genom att smälta deras deuterium.