Люди опять вспомнили страшилки про тяжёлую воду. У многих они остались в памяти ещё с советских времён и ассоциируются с чем-то очень опасным. Тяжёлой воде приписывают чуть ли не радиоактивность, потому что она используется в ядерных реакторах. Но нет, тяжёлая вода не светится в темноте и даже если вы выпьете стакан или бутылку тяжёлой воды, ничего страшного не произойдёт, вы не умрёте. Более того, тяжёлая вода есть в природе, но встречается она в 40 миллионов раз реже, чем обычная.
А что вообще такое тяжёлая вода? Химическая формула воды — H₂O. Это все знают со школы. А тяжёлая вода — это D₂O. Буквой D обозначается тот же самый водород, только у него помимо протона в ядре есть есть нейтрон. Поэтому молекула воды становится тяжелее (на массу двух нейтронов). Есть ещё полутяжёлая вода (у неё один атом протия, а другой — дейтерия), она встречается чаще, но всё равно примерно в 6500 раз реже обычной воды.
Плотность тяжёлой воды примерно на 10% выше, температура закипания чуть выше. Но главное свойство тяжёлой воды в другом. Обычная вода обожает поглощать нейтроны. Для атомной энергетики это проблема — нейтронов не хватает, чтобы поддерживать цепную реакцию на природном уране. А тяжелая вода — это идеальный «замедлитель». Она тормозит нейтроны до нужных скоростей, но почти не поглощает их. Благодаря D₂O работают реакторы типа CANDU (канадские), которые могут работать на самом дешевом, необогащенном уране. Без тяжёлой воды атомная энергетика была бы значительно более дорогой и сложной.
А ещё из тяжелой воды получают тритий (сверхтяжелый водород с двумя нейтронами в ядре) — критически важный компонент для термоядерного оружия и, что важнее для будущего, для экспериментов по управляемому термоядерному синтезу (той самой «звезде на Земле»).
Так как в природе тяжёлой воды очень мало, её получают на специальных заводах, которые требует колоссального количества энергии и объёмов обычной воды. При пропускании тока через воду обычная вода (H₂O) расщепляется на водород и кислород охотнее, чем тяжёлая (D₂O). Поэтому в процессе электролиза лёгкая вода «выкипает» в виде газа, а в ёмкости остаётся всё более концентрированный раствор тяжёлой воды.
Чтобы получить чистый продукт, этот цикл повторяют тысячи раз, пропуская воду через каскад из сотен электролизёров, где с каждой ступенью концентрация дейтерия растёт.
Чтобы получить 1 кг тяжёлой воды, нужно переработать от 40 до 50 тонн обычной природной или морской воды. При этом даже при современных комбинированных методах производства для получения 1 грамма тяжёлой воды требуется потратить 100 киловатт-часов энергии (это примерно 100 циклов стирки бытовой стиральной машинки).
Отличить на вкус тяжёлую воду от обычный невозможно. Но в больших объёмах она всё-таки способна навредить человеку именно благодаря своему замедляющему свойству. Большой объём — это примерно четверть всей воды в организме. В этом случае начнут отказывать почки и другие органы, давление будет очень низким.
Если же концентрация тяжёлой воды дойдёт до 50% жизнь в организме настолько замедлится, что клетки просто погибнут. Но чтобы в организме накопилось хотя бы 10% тяжёлой воды её нужно пить литрами в течение нескольких недель, что на практике просто невозможно, столько тяжёлой воды просто неоткуда взять.
Теперь ВК вместо Телеграма, а ниже я подобрал для вас ещё несколько интересных статей:
