Πόσο βαρύ νερό γίνεται;
1. Εμπλουτισμός του Δευτερίου:
* Φυσική αφθονία: Το δευτέριο αποτελεί μόνο περίπου το 0,015% του φυσικού υδρογόνου.
* ηλεκτρόλυση: Μια μέθοδος είναι να επανειλημμένα ηλεκτρολυτικό νερό (H₂O). Το δευτέριο είναι ελαφρώς λιγότερο αντιδραστικό από το κανονικό υδρογόνο, οπότε τείνει να εμπλουτίζεται στο υπολειμματικό νερό καθώς το ελαφρύτερο υδρογόνο απελευθερώνεται κατά προτίμηση ως αέριο. Αυτή η μέθοδος είναι ενεργειακά ένταση αλλά σχετικά απλή.
* απόσταξη: Μια άλλη μέθοδος χρησιμοποιεί τη μικρή διαφορά στις πιέσεις ατμών μεταξύ βαρέως νερού και κανονικού νερού. Με επανειλημμένη απόσταξη νερού, η συγκέντρωση του δευτερίου μπορεί να αυξηθεί. Αυτή η μέθοδος είναι πιο αποτελεσματική από την ηλεκτρόλυση, αλλά εξακολουθεί να απαιτεί λειτουργίες μεγάλης κλίμακας.
* Διαδικασία Girdler-Sulfide: Αυτή η διαδικασία βιομηχανικής κλίμακας περιλαμβάνει την αντίδραση του αερίου υδρογόνου με υδρόθειο (H₂S) σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Το δευτέριο κατά προτίμηση συνδέεται με θείο, επιτρέποντάς του να εξαχθεί και να συγκεντρωθεί.
2. Συνδυάζοντας το δευτέριο με οξυγόνο:
* αντίδραση με οξυγόνο: Μόλις εμπλουτιστεί το δευτέριο, μπορεί να αντιδράσει με οξυγόνο για να σχηματίσει βαρύ νερό (D₂O). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω ποικίλων μεθόδων, όπως:
* Άμεση αντίδραση: Η θέρμανση ενός μείγματος αερίου δευτερίου και αερίου οξυγόνου θα έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό βαρέων νερού.
* ηλεκτρόλυση του οξειδίου του δευτερίου: Η ηλεκτρολύοντας ένα διάλυμα βαρέως νερού (D₂O) θα παράγει αέριο και αέριο οξυγόνου. Αυτά τα αέρια μπορούν στη συνέχεια να ανασυνδυαστούν για να παράγουν πιο βαρύ νερό.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Ασφάλεια: Το βαρύ νερό δεν είναι ραδιενεργό, αλλά μπορεί να είναι επιβλαβές σε μεγάλες ποσότητες λόγω των επιπτώσεών του στις βιολογικές διεργασίες.
* Εφαρμογές: Το βαρύ νερό έχει διάφορες εφαρμογές, όπως:
* Πυρηνικοί αντιδραστήρες ως συντονιστής και ψυκτικό
* Βιολογική και χημική έρευνα
* Ιατρική απεικόνιση
Η διαδικασία παραγωγής βαρέως νερού είναι πολύπλοκη και ενεργειακή ένταση. Απαιτεί εξειδικευμένες εγκαταστάσεις και εξοπλισμό και η παραγωγική διαδικασία ρυθμίζεται σε μεγάλο βαθμό λόγω των πιθανών εφαρμογών της στην πυρηνική τεχνολογία.
