Дейтерий

Дейтерий Дейтерий: основные сведения Дейтерий (2H) — изотоп водорода с одним протоном и одним нейтроном.   Естественное содержание дейтерия в океанах […]

Дейтерий

  • Дейтерий: основные сведения

    • Дейтерий (2H) — изотоп водорода с одним протоном и одним нейтроном.  
    • Естественное содержание дейтерия в океанах Земли составляет около 0,0156% по количеству и 0,0312% по массе.  
    • Дейтерий был открыт Гарольдом Юри в 1931 году и получил Нобелевскую премию в 1934 году.  
  • Химические и спектроскопические различия

    • Дейтерий имеет большую массу (2,014102 Да) по сравнению с протием (1,007825 Да).  
    • В спектроскопии дейтерий имеет более короткие длины волн и более высокие частоты ЯМР.  
  • Роль в нуклеосинтезе Большого взрыва

    • Дейтерий сыграл важную роль в определении количества и соотношения элементов после Большого взрыва.  
    • Дейтериевое узкое место задержало образование гелия-4 до тех пор, пока Вселенная не остыла до температуры, при которой мог образоваться дейтерий.  
  • Изобилие и распространение

    • Дейтерий встречается в природе в виде газообразного дейтерия и дейтерида водорода.  
    • Дейтерий сохраняется во внешней атмосфере Солнца и других звезд, что подтверждает теорию Большого взрыва.  
    • Наблюдаемые соотношения водорода, гелия и дейтерия трудно объяснить иначе, чем с помощью модели Большого взрыва.  
  • Содержание дейтерия в космосе

    • В космосе, удаленном от Солнца, содержание дейтерия составляет 15 атомов на миллион.  
    • В атмосфере Юпитера содержание дейтерия составляет 26 атомов на миллион атомов водорода.  
    • Кометы, такие как комета Хейла-Боппа, содержат больше дейтерия, чем ожидалось.  
  • Производство дейтерия

    • Дейтерий получают из обычной воды с помощью сульфидного процесса Гердлера.  
    • Ведущим поставщиком дейтерия была компания Atomic Energy of Canada Limited.  
    • Индия также является крупным производителем тяжелой воды.  
  • Свойства дейтерия

    • Дейтерий имеет более высокую температуру плавления и кипения, чем водород.  
    • Дейтерий образует тяжелую воду, которая на 10,6% плотнее обычной воды.  
    • Тяжелая вода токсична для эукариотических организмов, но не опасна для человека в обычных условиях.  
  • Квантовые и ядерные свойства дейтерия

    • Дейтрон имеет спин +1 и является бозоном.  
    • Дейтерий — один из пяти стабильных нуклидов с нечетным числом протонов и нейтронов.  
    • Дейтерий может быть диссоциирован посредством взаимодействия нейтрального тока с нейтрино.  
  • Структура и свойства дейтрона

    • Дейтрон состоит из двух нуклонов: протона и нейтрона.  
    • Дейтрон антисимметричен по изоспину и симметричен по четности.  
    • Дейтрон имеет спин 1 и четную четность.  
  • Магнитные и электрические мультиполи

    • Магнитный дипольный момент дейтерия составляет 0,857 МКН.  
    • Электрический диполь равен нулю, но электрический квадруполь составляет 0,2859 э·фм2.  
  • Применение в ядерных реакторах

    • Дейтерий используется в реакторах деления для замедления нейтронов.  
    • В термоядерных реакторах дейтерий используется в сочетании с тритием.  
  • Применение в ЯМР-спектроскопии

    • Дейтерий используется в водородной спектроскопии для разделения сигналов.  
    • Дейтерированные растворители позволяют измерять только световодородные спектры.  
  • Применение в масс-спектрометрии

    • Дейтерированные соединения используются как внутренние стандарты в масс-спектрометрии.  
    • Дейтерированные молекулы получают с помощью реакций обмена изотопами водорода.  
  • Применение в трассировке

    • Дейтерий используется как нерадиоактивный изотопный индикатор.  
    • Дейтерий легче всего отличить от обычного водорода по массе.  
    • Измерения содержания дейтерия важны в гидрологии для отслеживания происхождения вод Земли.  
  • Содержание тяжелых изотопов в дождевой воде

    • Зависит от температуры окружающей среды и широты  
    • Обогащение падает вдоль глобальной линии метеоритной воды  
    • Позволяет идентифицировать образцы воды и климат  
  • Испарительные процессы и изотопы

    • Изменяют соотношение тяжелых изотопов в пресных и соленых водах  
    • Соотношение 2H к 1H обозначается дельтой δ2H  
    • Изоскейпы отображают географические зависимости  
  • Стабильные изотопы в растениях и животных

    • Анализ соотношения изотопов помогает определить происхождение  
  • Методы рассеяния нейтронов

    • Дейтерированные образцы улучшают контраст  
    • Дейтерий снижает шум рассеяния  
  • Ядерное оружие и дейтерий

    • Для синтеза водорода требуется тяжелый водород  
    • Дейтерированные препараты имеют более длительный период полураспада  
  • Дейтерированные питательные вещества

    • Укрепляют С-Н-связи в незаменимых питательных веществах  
    • Дейтерированный этиловый эфир линолевой кислоты проходит клинические испытания  
  • Термостабилизация и циркадные колебания

    • Дейтерий стабилизирует живые вакцины  
    • Увеличивает период циркадных часов у животных  
  • История открытия дейтерия

    • Подозрение на изотопы легких элементов в 1913 году  
    • Обнаружение дейтерия в 1931 году Гарольдом Юри  
    • Нобелевская премия Юри в 1934 году  
  • Эксперименты с тяжелой водой во время Второй мировой войны

    • Перемещение исследований в Великобританию  
    • Операция союзников по уничтожению предприятия в Норвегии  
    • Германия не смогла завершить проект ядерного реактора  
  • Термоядерное оружие

    • Ivy Mike стала первой успешной водородной бомбой в 1952 году  
    • Использовался криогенный жидкий дейтерий для запуска термоядерной реакции  
  • Термоядерное оружие и его компоненты

    • Все термоядерное оружие содержит химические соединения дейтерия и лития.  
    • Дейтерид лития является основным материалом, содержащим дейтерий.  
    • Литий-6 используется для образования трития при бомбардировке быстрыми нейтронами.  
    • Дейтерий и тритий вступают в термоядерный синтез, высвобождая энергию и гелий-4.  
  • Современные виды термоядерного оружия

    • «Чистое» термоядерное оружие устарело.  
    • Современные виды термоядерного оружия обеспечивают лишь малую долю энергии за счет термоядерного синтеза.  
    • Расщепление урана-238 быстрыми нейтронами увеличивает выделение энергии.  
  • Современные исследования

    • В 2018 году ученые превратили газообразный дейтерий в жидкую металлическую форму.  
    • Это может помочь понять газовые планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн.  
  • Антидейтерий

    • Антидейтрон — аналог ядра дейтерия из антивещества.  
    • Антидейтрон был получен в 1965 году.  
    • Полноценный атом антидейтерия еще не создан.  
    • Предлагаемый символ антидейтерия — D.  

Полный текст статьи:

Дейтерий

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх