abfa
عضو جدید
آب سنگين
آب سنگين
آب سنگين نوع خاصي از مولکولهاي آب است که در آن ايزوتوپهاي هيدروژن وجود دارد. اين نوع از آب کليد اصلي تهيه پلوتونيوم از اورانيوم طبيعياست و به همين علت توليد و تجارت آن با نظر قوانين بينالمللي انجام و به شدت کنترل ميشود.
با کمک اين نوع آب ميتوان پلوتونيوم لازم را براي سلاحهاي اتمي بدون نياز به غنيسازي بالاي اورانيوم تهيه کرد.
از کاربردهاي ديگر اين آب ميتوان به استفاده از آن در رآکتورهاي هستهاي با سوخت اورانيوم، به عنوان متعادلکننده (Moderator) به جاي گرافيت و نيز عامل انتقال گرماي رآکتور نام برد.
آب سنگين واژهاياست که معمولاً به اکسيد هيدروژن سنگين D2O يا 2H2O اطلاق ميشود. هيدروژن سنگين يا دوتريوم (Deuterium) ايزوتوپي پايدار از هيدروژن است که به نسبت يک به 6400 از اتمهاي هيدروژن در طبيعت وجود دارد و خواص فيزيکي و شيميايي آن به نوعي مشابه آب سبک H2O است.
اتمهاي دوتريوم ايزوتوپهاي سنگيني هستند که برخلاف هيدروژن معمولي، هسته آنها شامل نوترون نيز هست. جانشيني هيدروژن با دوتريوم در مولکولهاي آب، سطح انرژي پيوندهاي مولکولي را تغيير ميدهد و بهطور طبيعي خواص متفاوت فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي را موجب ميشود، بهطوري که اين خواص را در کمتر اکسيد ايزوتوپي ميتوان مشاهده کرد.
براي مثال، ويسکوزيته (Viscosity) يا به زبان سادهتر چسبندگي آب سنگين به مراتب بيش از آب معمولي است.
آب نيمه سنگين چنانچه در اکسيد هيدروژن تنها يکي از اتمهاي هيدروژن به ايزوتوپ دوتريوم تبديل شود نتيجه (HDO) را آب نيمه سنگين ميگويند.
در مواردي که ترکيب مساوي از هيدروژن و دوتريوم در تشکيل مولکولهاي آب وجود داشته باشند، آب نيمه سنگين تهيه ميشود، علت اين کار تبديل سريع اتمهاي هيدروژن و دوتريوم بين مولکولهاي آب است.
مولکول آبي که از 50 درصد هيدروژن معمولي (H) و 50 درصد هيدروژن سنگين(D) تشکيل شدهاست، در موازنه شيميايي حدود 50 درصد HDO و 25 درصد آب (H2O) و 25 درصد D2O خواهد داشت.
نکته مهم آن است که آب سنگين را نبايد با با آب سخت که اغلب شامل املاح زياد است و يا آب تريتيوم (T2O or 3H2O) که از ايزوتوپ ديگر هيدروژن تشکيل شدهاست، اشتباه گرفت.
تريتيوم، ايزوتوپ ديگري از هيدروژن است که خاصيت راديواکتيو دارد و بيشتر براي ساخت موادي به کار برده ميشود که از خود نور منتشر ميکنند.
آب با اکسيژن سنگين
آب با اکسيژن سنگين، در حالت معمول H218O است که به صورت تجارتي در دسترس است و بيشتر براي رديابي به کار برده ميشود. براي مثال، با جانشين کردن اين آب (با نوشيدن يا تزريق) در يکي از عضوهاي بدن ميتوان در طول زمان ميزان تغيير در مقدار آب اين عضو را بررسي کرد.
اين نوع از آب به ندرت حاوي دوتريوم است و به همين علت خواص شيميايي و بيولوژيکي خاصي ندارد براي همين، به آن آب سنگين گفته نميشود. ممکن است اکسيژن در آنها به صورت ايزوتوپهاي O17 نيز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فيزيکي اين آب با آب معمولي، فقط چگالي بيشتر آن است.
تاريخچه
هارولد يوري (Harold Urey , 1893-1981) شيميدان و از پيشتازان فعاليت روي ايزوتوپها که در سال 1934 جايزه نوبل در شيمي گرفت، در سال 1931 ايزوتوپ هيدروژن سنگين را که بعدها به منظور افزايش غلظت آب استفاده ميشد، کشف کرد.
همچنين سال 1933 گيلبرت نيوتن لوييس (Gilbert Newton Lewis شيميدان و فيزيکدان مشهور آمريکايي) استاد هارولد يوري، توانست نخستين بار نمونه آب سنگين خالص را با عمل الکتروليز بوجود آورد.
نخستين کاربرد علمي از آب سنگين را دو بيولوژيست به نامهاي هوسي (Hevesy) و هافر(Hoffer) در سال 1934 انجام دادند. آنها از آب سنگين براي آزمايش رديابي بيولوژيکي، به منظور تخمين ميزان بازدهي آب در بدن انسان، استفاده کردند.
آب سنگين
آب سنگين نوع خاصي از مولکولهاي آب است که در آن ايزوتوپهاي هيدروژن وجود دارد. اين نوع از آب کليد اصلي تهيه پلوتونيوم از اورانيوم طبيعياست و به همين علت توليد و تجارت آن با نظر قوانين بينالمللي انجام و به شدت کنترل ميشود.
با کمک اين نوع آب ميتوان پلوتونيوم لازم را براي سلاحهاي اتمي بدون نياز به غنيسازي بالاي اورانيوم تهيه کرد.
از کاربردهاي ديگر اين آب ميتوان به استفاده از آن در رآکتورهاي هستهاي با سوخت اورانيوم، به عنوان متعادلکننده (Moderator) به جاي گرافيت و نيز عامل انتقال گرماي رآکتور نام برد.
آب سنگين واژهاياست که معمولاً به اکسيد هيدروژن سنگين D2O يا 2H2O اطلاق ميشود. هيدروژن سنگين يا دوتريوم (Deuterium) ايزوتوپي پايدار از هيدروژن است که به نسبت يک به 6400 از اتمهاي هيدروژن در طبيعت وجود دارد و خواص فيزيکي و شيميايي آن به نوعي مشابه آب سبک H2O است.
اتمهاي دوتريوم ايزوتوپهاي سنگيني هستند که برخلاف هيدروژن معمولي، هسته آنها شامل نوترون نيز هست. جانشيني هيدروژن با دوتريوم در مولکولهاي آب، سطح انرژي پيوندهاي مولکولي را تغيير ميدهد و بهطور طبيعي خواص متفاوت فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي را موجب ميشود، بهطوري که اين خواص را در کمتر اکسيد ايزوتوپي ميتوان مشاهده کرد.
براي مثال، ويسکوزيته (Viscosity) يا به زبان سادهتر چسبندگي آب سنگين به مراتب بيش از آب معمولي است.
آب نيمه سنگين چنانچه در اکسيد هيدروژن تنها يکي از اتمهاي هيدروژن به ايزوتوپ دوتريوم تبديل شود نتيجه (HDO) را آب نيمه سنگين ميگويند.
در مواردي که ترکيب مساوي از هيدروژن و دوتريوم در تشکيل مولکولهاي آب وجود داشته باشند، آب نيمه سنگين تهيه ميشود، علت اين کار تبديل سريع اتمهاي هيدروژن و دوتريوم بين مولکولهاي آب است.
مولکول آبي که از 50 درصد هيدروژن معمولي (H) و 50 درصد هيدروژن سنگين(D) تشکيل شدهاست، در موازنه شيميايي حدود 50 درصد HDO و 25 درصد آب (H2O) و 25 درصد D2O خواهد داشت.
نکته مهم آن است که آب سنگين را نبايد با با آب سخت که اغلب شامل املاح زياد است و يا آب تريتيوم (T2O or 3H2O) که از ايزوتوپ ديگر هيدروژن تشکيل شدهاست، اشتباه گرفت.
تريتيوم، ايزوتوپ ديگري از هيدروژن است که خاصيت راديواکتيو دارد و بيشتر براي ساخت موادي به کار برده ميشود که از خود نور منتشر ميکنند.
آب با اکسيژن سنگين
آب با اکسيژن سنگين، در حالت معمول H218O است که به صورت تجارتي در دسترس است و بيشتر براي رديابي به کار برده ميشود. براي مثال، با جانشين کردن اين آب (با نوشيدن يا تزريق) در يکي از عضوهاي بدن ميتوان در طول زمان ميزان تغيير در مقدار آب اين عضو را بررسي کرد.
اين نوع از آب به ندرت حاوي دوتريوم است و به همين علت خواص شيميايي و بيولوژيکي خاصي ندارد براي همين، به آن آب سنگين گفته نميشود. ممکن است اکسيژن در آنها به صورت ايزوتوپهاي O17 نيز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فيزيکي اين آب با آب معمولي، فقط چگالي بيشتر آن است.
تاريخچه
هارولد يوري (Harold Urey , 1893-1981) شيميدان و از پيشتازان فعاليت روي ايزوتوپها که در سال 1934 جايزه نوبل در شيمي گرفت، در سال 1931 ايزوتوپ هيدروژن سنگين را که بعدها به منظور افزايش غلظت آب استفاده ميشد، کشف کرد.
همچنين سال 1933 گيلبرت نيوتن لوييس (Gilbert Newton Lewis شيميدان و فيزيکدان مشهور آمريکايي) استاد هارولد يوري، توانست نخستين بار نمونه آب سنگين خالص را با عمل الکتروليز بوجود آورد.
نخستين کاربرد علمي از آب سنگين را دو بيولوژيست به نامهاي هوسي (Hevesy) و هافر(Hoffer) در سال 1934 انجام دادند. آنها از آب سنگين براي آزمايش رديابي بيولوژيکي، به منظور تخمين ميزان بازدهي آب در بدن انسان، استفاده کردند.