آب سنگین چیست؟

تبلیغات

می دانیم که آب معمولی ترکیبی از اکسیژن و هیدروژن است. این آب، دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن دارد و فرمول شیمیایی آن H۲O است. آب سنگین ترکیبی از دوتریم (ایزوتوپ هیدروژن) و اکسیژن است و به شکل D۲O نشان داده می شود.

در واقع هیدروژن دارای سه ایزوتوپ است که عبارتند از:

  1. پروتیم (هیدروژن معمولی)
  2. دوتریم (هیدروژن سنگین)
  3. تریتیم

هسته پروتیم فقط یک پروتون دارد، هسته دوتریم دارای یک پروتون و یک نوترون و هسته تریتیم دارای یک پروتون و دو نوترون است. هیدروژن در طبیعت شامل ۹۹.۹۸۵ درصد پروتیم، حدود ۰.۰۱۵ درصد دوتریم و حدود \frac{1}{10 ^{17}} درصد تریتیم است. تریتیم در طبیعت به صورت رادیواکتیو یافت می شود. وقتی دوتریم با اکسیژن ترکیب می شود، آب سنگین یا اکسید دوتریم بدست می آید.

در هر ۶۷۶۰ مولکول آب، فقط یک مولکول آب سنگین وجود دارد. جرم مولکولی آب معمولی حدود ۱۸ است؛ در حالی که جرم مولکولی آب سنگین ۲۰ است. خواص فیزیکی آب سنگین، بخصوص نقطه انجماد، نقطه جوش و جرم حجمی آن، اندکی با آب معمولی تفاوت دارد.

آب سنگین در سال ۱۹۳۱ میلادی توسط یک شیمیدان آمریکایی به نام هارولد کلایتون اوری کشف شد. او به خاطر این کشف در سال ۱۹۳۴ میلادی جایزه نوبل دریافت کرد. در سال ۱۹۳۳ میلادی دو دانشمند دیگر موفق شدند چند میلی لیتر آب سنگین خالص را از طریق الکترولیز مداوم و طولانی مدت آب بدست آورند.

آب سنگین با الکترولیز آب تهیه می شود. در الکترولیز آب، قسمت اعظم گازی که در کاتد تهیه می شود هیدروژن است؛ بنابراین آب باقیمانده، غنی از اکسید دوتریم است. الکترولیز مداوم صدها لیتر آب، موجب تولید آب سنگین خالص می شود.

در واکنش های هسته ای برای کند کردن سرعت نوترون ها از آب سنگین استفاده می شود. این آب در آزمایشگاه ها به عنوان یک ردیاب ایزوتوپی برای مطالعه فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی بکار می رود. آب سنگین همچنین برای تهیه دوتریم و سایر ترکیبات آن مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، از این آب به عنوان خنک کننده در واکنش های هسته ای نیز استفاده می کنند.

برای مشاهده منابع اینجا کلیک کنید.

مقاله علمی و آموزشی «آب سنگین چیست؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا کتاب چرا، چطور، چگونه؟، نوشته ی دکتر سونیتا گوپتا و دکتر نینا آگراوال و ترجمه پریسا همایون روز و پریچهر همایون روز از موسسه نشر و تحقیقات ذکر، منتشر شده در تیر ۱۳۹۳ با شابک ۹۷۸-۹۶۴-۳۰۷-۲۲۱-۶ به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.

برچسب ها
تبلیغات
HiU Company

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقالات مرتبط