عضویت العربیة English
پیامبر اکرم صلّی الله علیه و آله: هر که حسین را دوست بدارد، خداوند دوستدار او است. بحارالأنوار، ج43، ص261

آب سنگین چیست؟

آب سنگین چیست؟
پنج شنبه 23 تیر 1390  05:41 ق.ظ

Norman Mailer  
 
 
 
 
   
   
   
Norman Mailer  
   
   

آب سنگین آبی است که هیدروژن های آن، دوتریوم (ایزوتوپ سنگین هیدروژن) است. این آب در مقایسه با آب معمولی دیرتر می جوشد و زودتر یخ می زند و گیلبرت لوئیس نخستین بار نمونه آن را از آب سنگین خالص در سال۱۹۳۳ به دست آورد.


هیدروژن طبیعی دارای دو ایزوتوپ است. ایزوتوپ هیدروژن سبک که تقریبا۹۸/ ۹۹ درصد هیدروژن موجود را تشکیل می دهد و ایزوتوپ هیدروژن سنگین یا دوتریوم که مقدار آن ۱۵درصد است. ایزوتوپ دوتریوم برخلاف هیدروژن معمولی دارای یک نوترون است. آب معمولی از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است.


در حالی که آب سنگین، از یک اتم اکسیژن و دو اتم دوتریوم(D) تشکیل شده است. برای تولید آب سنگین باید مولکول های آب حاوی هیدروژن سنگین (دوتریوم) را از مولکول های آب معمولی جدا کنند یا از داخل هیدروژن، اتم های هیدروژن سنگین یا دوتریوم را جدا و خالص کنند.


جرم مولکولی آب معمولی۱۸ و جرم مولکولی آب سنگین۲۰ است. از لحاظ خواص شیمیایی تفاوت چندانی با خواص آب معمولی نداشته و اختلافات جزئی وجود دارد، اما از لحاظ هسته ای هیدروژن معمولی می تواند نوترون را جذب کند، اما احتمال جذب نوترون توسط هیدروژن سنگین بسیار کم است.چنانچه بخواهیم یک راکتور هسته ای بسازیم که با آب خنک شود چون هیدروژن آب جاذب نوترون است، مجبوریم که اورانیوم غنی شده به کار ببریم، اما اگر از آب سنگین استفاده کنیم می توانیم برای نیروگاه هسته ای از اورانیوم طبیعی استفاده کنیم.


به دلیل تفاوت مشخصات هسته ای دوتریوم با هیدروژن از لحاظ تکانه زاویه ای و گشتاور مغناطیسی از آب سنگین و دوتریوم در زمینه های مختلف تحقیقاتی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال رفتار آب سنگین در دستگاه های MRI با رفتار هیدروژن معمولی متفاوت است. در فعالیت های تحقیقاتی به منظور بررسی برخی خواص از موادی استفاده می کنند که هیدروژن طبیعی را در آن با هیدروژن سنگین (دوتریوم) جایگزین کرده اند. یکی از کاربردهای دوتریوم استفاده در تولید نوترون در شتاب دهنده ها و تولید انرژی در «راکتورهای گداخت» است.


● فشرده اطلاعات آب سنگین


۱) دوتریوم برای تولید تریتیم و کلاهک بمب هسته ای از اجزای اساسی به شمار می رود.


۲) آب سنگین برای تعدیل نوترونی راکتورهای هسته ای با هدف آهسته کردن حرکت نوترون ها برای واکنش با اورانیوم طبیعی و تولید پلوتونیم به کار می رود.


۳) آب سنگین به طور طبیعی به میزان ناچیزی با نسبت ۱ به ۵۰۰۰ در آب معمولی وجود دارد.


۴) از مزایای استفاده از آب سنگین حذف مراحل غنی سازی اورانیوم برای تولید پلوتونیم برای استفاده در سلاح های هسته ای است. راکتورهای آب سنگین برای تولید تریتیم می توانند به کار روند.


۵) آب سنگین برای تعدیل سازی نوترونی راکتورهای آب سنگین به کار می رود.

نور

peyman84

peyman84
کاربر طلایی1
تاریخ عضویت : بهمن 1389 
تعداد پست ها : 7254
محل سکونت : قم
دسترسی سریع به انجمن ها