Ημιβαρύ νερό (HDO)
Το κανονικό νερό αποτελείται από δύο ισότοπα πρωτίου υδρογόνου και οξυγόνου. Το ημίνερο περιέχει στη σύνθεσή του ένα πρωτίου και ένα δευτέριο. Δεν πρέπει να συγχέεται με το βαρύ νερό, όπου δύο ισότοπα υδρογόνου δευτερίου αναμιγνύονται με οξυγόνο.
Ισότοπα υδρογόνου και νερού
Το υδρογόνο περιέχει κυρίως τρία ισότοπα – πρωτίου, δευτέριο και τρίτιο. Τα ισότοπα είναι οι διαφορετικές μορφές του ίδιου στοιχείου με διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων. Όλα αυτά τα ισότοπα έχουν διαφορετικές ιδιότητες λόγω της αλλαγής του αριθμού των νετρονίων. Υπάρχουν διάφοροι τύποι βαρέος νερού με βάση το ισότοπο του υδρογόνου που υπάρχει σε αυτό.
Ημιβαρύ νερό
Το ημιβαρύ νερό βρίσκεται κάπως μεταξύ συνηθισμένου και σκληρού νερού
Συμβολίζεται ως HDO
Έχει και πρωτίιο και δευτέριο ως συστατικά υδρογόνου (50-50)
Είναι πιο άφθονο σε βαρύ νερό από το καθαρό D2O και H2O.
Βαρύ Οξυγόνο Νερό
Περιέχει βαριά ισότοπα οξυγόνου
Χρησιμοποιείται στην τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET)
Χρησιμοποιείται στην ανίχνευση ισοτόπων σταθερού DNA
Χρησιμοποιείται στη φασματομετρία μάζας δευτερογενών ιόντων
Χρησιμοποιείται στην οικολογία των φυτών
Τριτιωμένο νερό
Είναι μια μορφή νερού με το τρίτιο ως συστατικό υδρογόνου
Είναι ραδιενεργό
Επικίνδυνο όταν εισπνέεται, καταπίνεται και απορροφάται από το δέρμα
Συμβολίζεται ως HTO
Όταν χρησιμοποιείται με φώσφορο, λάμπει στο σκοτάδι. Αυτό χρησιμοποιείται σε πινακίδες.
Βρέθηκε σε πυρηνικά όπλα
Χρησιμοποιείται ως ραδιενεργός ανιχνευτής
Εντοπίστηκε με μέτρηση υγρού σπινθηρισμού
Ημιβαρύ νερό
Συμβολίζεται ως HDO. Το ημιβαρύ νερό παρουσιάζει ίσα χαρακτηριστικά πρωτίου και δευτερίου. Άλλες χημικές ονομασίες του ημιβαρύ νερού περιλαμβάνουν το μονοξείδιο του υδρογόνου δευτερίου και το οξείδιο του υδρογόνου του δευτερίου. Σε κανονικό νερό, θα υπάρχουν ισότοπα πρωτίου και δευτερίου.
Αυτά τα ισότοπα ανταλλάσσονται γρήγορα μεταξύ των μορίων του νερού. Έτσι θα υπάρχει ελαφρύ νερό, βαρύ νερό και ημιβαρύ νερό σε βαρύ νερό. Αλλά κατά τον υπολογισμό της αφθονίας, διαπιστώθηκε ότι η σύνθεση ημι-βαρέως νερού είναι περισσότερο σε βαρύ νερό. Έχουν διεξαχθεί αρκετές μελέτες δοκιμάζοντας ημιβαρύ νερό ως μετριαστή σε αντιδραστήρες.
Αλλά θα προκαλέσει τα νετρόνια να διανύσουν μεγαλύτερη απόσταση και να μειώσει τη θερμική ροή νετρονίων. Επομένως, η χρήση ημιβαρύ νερού ως συντονιστής μπορεί να μην είναι καλή ιδέα.
Δομή Ημιβαρέων Νερών
Ιδιότητες Ημιβαρέων Νερών
Όπως αναφέραμε προηγουμένως, θα υπάρχει μια μικρή διαφορά στις ιδιότητες του νερού λόγω μιας αλλαγής στον αριθμό των νετρονίων μεταξύ των ισοτόπων.
Οι φυσικές ιδιότητες όπως το σημείο τήξης, το σημείο βρασμού κ.λπ., θα έχουν υψηλότερες τιμές από το κανονικό νερό.
Οι χημικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα με αργό ρυθμό σε σύγκριση με το κανονικό νερό.
Σύντομη για το Heavy Water
Το βαρύ νερό είναι μια μορφή νερού με σύνθεση δευτερίου. Το δευτέριο είναι ένα ισότοπο υδρογόνου με δύο νετρόνια. Το D2O είναι το σύμβολο για αυτό. Λόγω του βαρύτερου δευτερίου, αυτό θα έχει διαφορετικά πυρηνικά χαρακτηριστικά από ένα κανονικό άτομο Η. Το ανθρώπινο σώμα περιέχει από τη φύση του μια μικρή ποσότητα βαρέος νερού. Ένας τεράστιος όγκος βαρέος νερού μπορεί να αρρωστήσει ένα υγιές ανθρώπινο σώμα.
Πολλαπλά στάδια ηλεκτρόλυσης διαχωρίζουν το δευτέριο που βρίσκεται φυσικά στο νερό. Το δευτέριο στη συνέχεια εκχυλίστηκε και αλληλεπιδρά με το οξυγόνο για να σχηματίσει βαρύ νερό. Η μέθοδος θειούχου ζώνης δημιουργεί επίσης βαρύ νερό. Η θερμοκρασία βρασμού, το σημείο πήξης και η πυκνότητα του βαρέος νερού είναι όλα κάπως μεγαλύτερα από αυτά του συνηθισμένου νερού.
Συμπέρασμα
Δύο ισότοπα πρωτίου υδρογόνου και οξυγόνου συνθέτουν κανονικό νερό. Το ημίνερο περιέχει ένα πρωτίου και ένα δευτέριο. Το ημίνερο δεν είναι το ίδιο με το βαρύ νερό. Το ημιβαρύ νερό παρουσιάζει ίσα χαρακτηριστικά πρωτίου και δευτερίου.
Το μονοξείδιο του υδρογόνου δευτερίου και το υδροξείδιο του δευτερίου είναι οι άλλες χημικές ονομασίες για το ημιβαρύ νερό. Στο κανονικό νερό, θα υπάρχουν ισότοπα πρωτίου και δευτερίου, τα οποία ανταλλάσσονται γρήγορα μεταξύ των μορίων του νερού. Έτσι θα υπάρχει ελαφρύ νερό, βαρύ νερό και ημιβαρύ νερό στο κανονικό νερό. Αλλά κατά τον υπολογισμό της αφθονίας, διαπιστώθηκε ότι η σύσταση του ημιβαρύ νερού είναι περισσότερο στο κανονικό νερό.
Έχουν διεξαχθεί αρκετές μελέτες για να δοκιμαστεί το ημιβαρύ νερό ως μετριαστής στους αντιδραστήρες. Βρέθηκε ότι προκαλεί τα νετρόνια να ταξιδεύουν σε μεγαλύτερη απόσταση και μειώνουν τη θερμική ροή νετρονίων. Επομένως, η χρήση ημι-βαρύ νερού ως συντονιστής μάλλον δεν είναι καλή ιδέα.
