Živi i mrtvi, lagana i teška voda

U veljači 1944. na području norveške doline Ryukan pokrenuta je sabotažna operacija savezničkih snaga "Teška voda", čija je svrha bila spriječiti stvaranje nuklearnog naboja od strane nacističke Njemačke. Postaja Wemork, gdje je provedena proizvodnja sirovina za znanstvena istraživanja, dignuta je u zrak. Kasnije se pokazalo da čak i u slučaju neuspjeha operacije, rad na stvaranju bombe još uvijek ne bi bio moguć za naciste. Ali početkom 1944. nitko nije znao za to ...

Fizikalna i kemijska svojstva teške vode

Danas svaki učenik poznaje formulu obične vode, ali čovječanstvu je poznat tek nešto više od dva stoljeća. Otkrili su je 1805. godine Gay-Lussac i Humboldt, koji su otkrili da se svaka molekula najčešće korištene tekućine na Zemlji sastoji od jednog vodikovog atoma i dva kisika. 1932 dopunio je ovo znanje novim informacijama. U svakom gutljaju čaja, kave i bilo kojeg drugog pića osim H20 postoji, međutim, prilično različita komponenta, karakterizirana time da se vodik-procij zamjenjuje deuterijem D, teškim izotopom ovog kemijskog elementa periodnog sustava. Spoj je dobio naziv "teška voda". Dobiti ga godinu dana od Richarda MacDonalda i Herberta Lewisa u svom čistom obliku otvorili su priliku za znanstvena istraživanja. Usporedba svojstava lake i teške vode pokazala je da je gustoća i viskoznost D2O veća od gustoće H2O. To je u potpunosti u skladu s teorijskim izračunima. Razlika od 10% odgovara omjeru molekulske mase protona (lagani vodik) i deuterija, 18 i 20, respektivno. Temperatura vrenja i smrzavanja su različite, veće su u teškoj vodi (101,42 odnosno +3,8 stupnja Celzijusa).

Učinak teške vode na žive organizme

Unatoč činjenici da je D2O prisutan u vodi u vrlo malim količinama (milioniti dio postotka), njegov sadržaj utječe na vitalnu aktivnost organizama. Teška voda je češća, u kojoj se izotop ne zamjenjuje s dva, nego s jednim atomom vodika, njegova formula je HDO. Djelovanje obiju vrsta na metabolizam definirane kao depresivne, eksperimentalne životinje umiru od zatajenja bubrega kada koriste mješavinu H2O i HDO u omjeru od 3 do 1. Kada zalijevamo biljke ovim spojem, njihov rast se zaustavlja. I obrnuto, što je manji udio teške vode, to su aktivniji životni procesi. Zanimljiva činjenica - što je bliže polovima, voda je "lakša".

Primjena teške vode

Teška voda služi kao moderator modernog neutrona u termonuklearnim reakcijama. Od jedinične mase deuterija, energija se može ekstrahirati deset milijuna puta više nego pri sagorijevanju iste količine ugljena. Daljnje studije o prirodi izotopa otkrile su prisutnost u atmosferi i mogućnost laboratorijske proizvodnje superteške vode T20, u kojoj je vodik zamijenjen radioaktivnim tricijem s atomskom masom 3. Umjetno proizvedeni izotopi vodika 4H i 5H također mogu tvoriti super tešku vodu s kisikom. kao "označeni atomi" pri provođenju znanstvenih eksperimenata.