Hasło “ciężka woda” może wydawać się dość prozaiczne. Jednak w rzeczywistości oznacza ono substancję niezwykle pożądaną w nauce, wielu rodzajach przemysłu, a nawet w medycynie. Część z tego przemysłu jest w zasadzie kluczowa dla funkcjonowania współczesnego społeczeństwa. Przez lata badań nad wykorzystaniem ciężkiej wody człowiek dotarł do momentu, w którym jest w stanie wydajnie czerpać z niej znaczne korzyści. O tym, czym jest tlenek deuteru i jakie ma zastosowanie w poniższym artykule.
Z czego składa się ciężka woda?
Ciężka woda inaczej zwana tlenkiem deuteru to w gruncie rzeczy związek izotopu wodoru – deuteru oraz tlenu w postaci D2O. Poza tym nazwą tą określa się również HDO czyli (w angielskiej nomenklaturze nazywany wodą półciężką) związek wodoru, deuteru i tlenu.
Deuter to określenie na izotop wodoru, którego jądro składa się z protonu i neutronu (jądro wodoru zawiera jedynie proton). Charakteryzuje się dwukrotnie większą masą atomową w porównaniu do wodoru. Z uwagi na niewielką masę oraz mały przekrój czynny posiada dobre właściwości do wykorzystania jako moderator szybkich neutronów. Co ciekawe deuter występuje naturalnie w przyrodzie, w litrze zwykłej wody znajduje się przeciętnie 0,02 grama tego izotopu. W związku z tym opracowano techniki pozyskiwania go poprzez wielokrotne odwirowywanie wody czy też tzw. elektrolizę. Średnio ze 100 tys. litrów wody otrzymuje się około 1 litra tlenku deuteru czyli ciężkiej wody.
Ciężka woda – zastosowanie
Z uwagi na swoje właściwości, tlenek deuteru wykorzystywany jest głównie w technice jądrowej. Stosuje się go jako moderator w wielu rodzajach reaktorów jądrowych m.in. w kanadyjskim reaktorze CANDU. Zastosowanie tego związku umożliwia wykorzystanie jako paliwa jądrowego niewzbogaconego uranu. Jest to możliwe dlatego, że D2O pochłania o wiele mniej energii neutronów niż lekka woda. Ciężka woda jest jednak niezwykle droga z uwagi na jej powolną produkcję. Często pochłania znaczną część kosztów budowy reaktora.
Poza zastosowaniami w energetyce jądrowej prowadzi się również badania nad wykorzystaniem ciężkiej wody w medycynie m.in. przy leczeniu nowotworów. Aktualnie ciężką wodę stosuje się w terapii borowo–neutronowej.
Sprawdź również:
- czym jest grzyb atomowy
- od czego zaczął się wybuch w Czarnobylu
- czym jest wzbogacony uran
- jakie skutki wywołała Car Bomba
- skutki wybuchu bomby Little Boy
Filip Koziarek
Redaktor w serwisie Joblife.pl
Gitarzysta z zamiłowaniem do klasycznych rock'n'rollowych brzmień. Autor tekstów, kompozytor, od 2020 roku student. W chwilach wolnych od muzyki baczny obserwator polityki międzynarodowej, od zawsze zafascynowany historią.
