آب سنگین – ۱

آب سنگين نوع خاصي از مولکولهي آب است که در آن يزوتوپهي هيدروژن حضور دارند. ين نوع از آب کليد اصلي تهيه پلوتونيوم از اورانيوم طبيعي است و به همين دليل توليد و تجارت آن تحت نظر قوانين بين المللي صورت گرفته و بشدت کنترل مي شود. در ظرف سمت راست، قطعه یخ تشکیل شده از آب سنگین است که روی آب نمی ایستد!
با کمک ين نوع از آب مي توان پلوتونيوم لازم بري سلاح هي اتمي را بدون نياز به غني سازي بالي اورانيوم تهيه کرد. از کاربردهي ديگر ين آب مي توان به استفاده از آن در رآکتورهي هسته ي با سوخت اورانيوم، بعنوان متعادل کننده (Moderator) به جي گرافيت و نيز عامل انتقال گرمي رآکتور نام برد.

آب سنگين واژه ي است که معمولا به اکسيد هيدروژن سنگين، D2O يا 2H2O اطلاق مي شود. هيدروژن سنگين يا دوتريوم (Deuterium) يزوتوپي پيدار از هيدروژن است که به نسبت يک به 6400 از اتمهي هيدروژن در طبيعت وجود دارد. خواص فيزيکي و شيمييي آن به نوعي مشابه با آب سبک H2O است.

اتم هي دوتريوم يزوتوپ هي سنگيني هستند که بر خلاف هيدروژن معمولي، هسته آنها شامل نوترون نيز هست. جيگزيني هيدروژن با دوتريوم در مولکولهي آب سطح انرژي پيوند هي مولکولي را تغيير داده و طبيعتآ خواص متفاوت فيزيکي، شيمييي و بيولوژيکي را موجب مي شود، بطوري که ين خواص را در کمتر اکسيد يزوتوپي مي توان مشاهده کرد. بعنوان مثال ويسکوزيته (Viscosity) يا به زبان ساده تر چسبندگي آب سنگين به مراتب بيشتر از آب معمولي است.

آب نيمه سنگين
چنانچه در اکسيد هيدروژن تنها يکي از اتمهي هيدروژن به يزوتوپ دوتريوم تبديل شود نتيجه حاصله (HDO) را آب نيمه سنگين مي گويند. در مواردي که ترکيب مساوي از هيدروژن و دوتريوم در تشکيل مولکوهي آب حضور داشته باشند، آب نيمه سنگين تهيه مي شود. دليل ين امر تبديل سريع اتم هي هيدروژن و دوتريوم بين مولکولهي آب است، مولکول آبي که از 50 درصد هيدروژن معمولي (H) و 50 درصد هيدروژن سنگين(D) تشکيل شده است، در موازنه شيمييي در حدود 50 درصد HDO و 25 درصد آب (H2O) و 25 درصد D2O خواهد داشت.

نکته قابل توجه آن است که آب سنگين را نبيد با با آب سخت که اغلب شامل املاح زياد است و يا يا آب تريتيوم (T2O or 3H2O) که از يزوتوپ ديگر هيدروژن تشکيل شده است، اشتباه گرفت. تريتيوم يزوتوپ ديگري از هيدروژن است که خاصيت راديواکتيو دارد و بيشتر بري ساخت موادي که از خود نور منتشر مي کنند بکار برده مي شود.

آب با اکسيژن سنگين
آب با اکسيژن سنگين، در حالت معمول H218O است که به صورت تجارتي در دسترس است ببيشتر بري رديابي بکار برده مي شود. بعنوان مثال با جيگزين کردن ين آب (از طريق نوشيدن يا تزريق) در يکي از عضوهي بدن مي توان در طول زمان ميزان تغيير در مقدار آب ين عضو را بررسي کرد.

ين نوع از آب به ندرت حاوي دوتريوم است و به همين علت خواص شيميي و بيولوژيکي خاصي ندارد بري همين به آن آب سنگين گفته نمي شود. ممکن است اکسيژن در آنها بصورت يزوتوپهي O17 نيز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فيزيکي ين آب با آب معمولي تنها چگالي بيشتر آن است.

تاريخچه
هارولد يوري (Harold Urey , 1893-1981، شيميدان و از پيشتازان فعاليت روي يزوتوپها که در سال 1934 جيزه نوبل در شيمي گرفت.) در سال 1931 يزوتوپ هيدروژن سنگين را که بعد ها به منظور افزيش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد.

همچنين در سال 1933، گيلبرت نيوتن لوئيس (Gilbert Newton Lewis شيميدان و فيزيکدان مشهور آمريکيي) استاد هارولد يوري توانست بري اولين بار نمونه آب سنگين خالص را بوسيله عمل الکتروليز بوجود آورد.

اولين کاربرد علمي از آب سنگين در سال در سال 1934 توسط دو بيولوژيست بنامهي هوسي (Hevesy) و هافر(Hoffer) صورت گرفت. آنها از آب سنگين بري آزميش رديابي بيولوژيکي، به منظور تخمين ميزان بازدهي آب در بدن انسان، استفاده قرار دادند.

منبع : سايت فريا

Share

چاپ اين مطلب

       تعداد بازديد:29270       

ارسالي از سوي: مدير سايت    به بخش : فيزيک هسته اي

5 مطلب تكميلي/درخواست»


استاد ، پژوهشگر و دانشجوي عزيز:

با اميد به اينكه مطلب ارائه شده مفيد بوده باشد ، تقاضايي از شما داريم و آن اينكه :
اگر منبع ديگري (شامل : كتاب ، سايت ، مقاله و ...) مي شناسيد و يا مقاله اي داريد كه به هر چه تكميل تر شدن اين مطلب كمك مي كند آنرا معرفي نماييد. اينكار بيش از چند دقيقه وقت شما را نمي گيرد، اما مطمئن باشيد كه ساعتها در وقتتان صرفه جويي مي كنيد !! زيرا بار ديگر كه براي مطلبي به اين سايت مراجعه كنيد ، منبع عظيمي از اطلاعات مي بينيد كه ديگر عزيزان به جهت اين نيك انديشي ، به شما هديه داده اند.

ارتقاء علمي؛ در گرو كمك ما به يكديگر است

  • Ali می‌گه:

    توزیهات شما کامل نیست

    [پاسخ]

  • peyman می‌گه:

    متشكرم

    [پاسخ]

  • reza می‌گه:

    بسيار خوب است .دمت گرم

    [پاسخ]

  • hasti می‌گه:

    dastetoon dard nakone kheili vaght bood donbale in sait migashtam bye

    [پاسخ]

  • mohammad reza judi meyab می‌گه:

    با سلام و تشكر از اطلاعات ارائه شده به صورت اتفاقي با سايت شما آشنا شدم و انشاء ا… بتوانم اطلاعات علمي در خور سايت علمي شما تهيه و ارسال نمايم باتشكر: و من ا… توفيق

    [پاسخ]

  • ارسال درخواست /مطلب تكميلي

    دوست عزيز: اگر درخواست مقاله، پروژه، كتاب، جزوه و... داريد به بخش نيازمنديهاي علمي (كليك كنيد) مراجعه نماييد؛ چون در اينجا ثبت نخواهد شد.اما اگر مطلبي داريد كه به هرچه تكميلتر شدن مطلب بالا كمك مي كند يا سوالي در همين رابطه داريد، فرم زير را پر كنيد.





    راهنمای تدوین طرح کسب و کار (BP)

    برای دوره های 72 ساعته کارآفرینی موسسه کار و تامین اجتماعی و سازمان همیاری اشتغال فارغ التحصیلان

    یکی از الزامات مورد نیاز برای راه اندازی بنگاه های زود بازده و اخذ تسهیلات مورد نظر داشتن گواهی مربوط به آموزش دوره کارآفرینی که از سوی موسسه کار و تامین اجتماعی برگزار می شود، می باشد.

    ادامه

    دوست عزيز: مطلب شما پس از تاييد مدير سايت قابل ديدن براي عموم است.