Tänään puhumme isotoopista, jota käytetään ydinenergian tuottamiseen. Se on noin deuterium. Se on yksi vedyn isotooppilajeista ja sitä edustaa symboli D tai 2H. Sille on annettu yleinen nimi raskas vety, koska sen massa on kaksi kertaa protonin massa. Isotooppi ei ole muuta kuin laji, joka on peräisin samasta kemiallisesta alkuaineesta, mutta jolla on eri massaluku. Deuteriumia käytetään eri tarkoituksiin, mukaan lukien tutkimukset eksoplaneettoja ja ymmärryksessä rikkivety.
Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertomaan sinulle kaikista deuteriumin ominaisuuksista, rakenteesta, ominaisuuksista ja käyttötarkoituksista.
Tärkeimmät ominaisuudet
Ero deuteriumin ja vedyn välillä johtuu sen neutronien lukumäärän erosta. Tästä syystä deuteriumia pidetään stabiilina isotooppina ja se löytyy yhdisteistä, jotka muodostuu vedestä, joka on täysin luonnollista alkuperää. On pidettävä mielessä, että vaikka ne ovat luonnollista alkuperää, niitä esiintyy pienessä osassa. Ottaen huomioon sen ominaisuudet, jotka ovat niin samanlaisia ​​kuin tavallinen vety, voi korvata sen kokonaisuudessaan reaktioissa, joihin se osallistuu. Tällä tavalla se voidaan muuttaa vastaaviksi aineiksi.
Tästä ja muista syistä deuteriumilla on suuri määrä sovelluksia tieteen eri aloilla. Vuosien mittaan siitä on tullut yksi tärkeimmistä tekijöistä teknologian ja tiedon tutkimuksen ja kehityksen kannalta. Tähän liittyen ilmiöt, kuten Venuksen ilmapiiri ymmärtää paremmin eri isotooppien vaikutusta. Lisäksi hänen tutkimuksensa liittyy kuun ilmapiiri ja niiden ominaisuudet.
Tämän isotoopin päärakenne koostuu ytimestä, jossa on protoni ja neutroni. Sen atomipaino on noin 2,014 grammaa. Tämä isotooppi löydettiin yhdysvaltalaisen kemisti Harold C.Ureyn ja hänen yhteistyökumppaneidensa Ferdinand Brickwedden ja George Murphyn ansiosta vuonna 1931. Valmistelu deuteriumin puhdistamiseksi puhtaassa tilassa suoritettiin onnistuneesti ensimmäistä kertaa vuonna 1933. Se on jo 50-luvulla, kun kiinteää faasia, joka osoitti suurta vakautta, alettiin käyttää litiumdeuteridina. Tämä aine voi korvata deuteriumin ja tritiumin useissa kemiallisissa reaktioissa.
Tiede edistyy, kun löydetään aine, joka voi helpottaa kemiallisia reaktioita tuotteiden muodostamiseksi. Tässä mielessä tämän isotoopin runsautta on tutkittu tiettyjen asioiden havaitsemiseksi. On tiedetty, että deuteriumin osuus vedessä vaihtelee hieman näytteenottoalueen mukaan. On olemassa joitain spektroskopiatutkimuksia ovat määrittäneet tämän isotoopin olemassaolon muilla galaksimme planeetoilla. Tällä voi olla suurta merkitystä tutkittaessa muiden taivaankappaleiden koostumusta, aivan kuten on tehty Jupiterin ilmapiiri ja verrata sitä muihin tähtitieteellisiin ilmiöihin.
Deuteriumin rakenne ja alkuperä
Opitaan joitain tosiasioita deuteriumista. Kuten olemme aiemmin maininneet, suurin ero vety-isotooppien välillä on niiden rakenteessa. Ja vedyllä, deuteriumilla ja tritiumilla on eri määrät protoneja ja neutroneja, joten niillä on erilaiset kemialliset ominaisuudet. On myös otettava huomioon, että muiden tähtien kappaleiden sisällä oleva deuterium eliminoituu nopeammin kuin syntyy. Tämä on yksi syistä, miksi on niin vaikeaa tutkia deuteriumin esiintymistä tähtikappaleissa.
Muiden luonnonilmiöiden katsotaan muodostavan pienen määrän deuteriumia, joten sen tuotanto herättää edelleen huomattavaa kiinnostusta. Niistä prosenttiosuuksista, jotka olemme aiemmin maininneet deuteriumin esiintymisestä luonnossa, se ei ole 0.02 prosenttia. Joukko tieteellisiä tutkimuksia on paljastanut, että valtaosa deuteriumista muodostuneista atomista on luonnollisesti syntynyt räjähdyksestä, joka aiheutti maailmankaikkeuden alkuperän, joka tunnetaan nimellä Alkuräjähdys. Nämä ovat yksi tärkeimmistä syistä, miksi uskotaan, että deuteriumia esiintyy suurilla planeetoilla, kuten Jupiter, jota on myös tutkittu luotain, kuten Matkaaja.
Yleisin tapa saada tämä isotooppi luonnollisesti on yhdistämällä se veteen. Kun tämä tapahtuu, se yhdistetään protiumimuotoon. Tiedemiehet ovat kiinnostuneita tietämään osuuden välisestä suhteesta deuterium ja vety eri tieteenaloilla. Sitä tutkitaan laajasti tieteenaloilla, kuten tähtitiede tai ilmastotiede. Näillä aloilla sillä on käytännön hyötyä maailmankaikkeuden ja ilmakehämme tuntemisessa ja ymmärtämisessä sen lisäksi, että se auttaa tutkimaan säteilyn vaikutus.
Deuteriumin ominaisuudet
Tiedämme, mitkä ovat tämän veteen kuuluvan isotoopin tärkeimmät ominaisuudet. Ensimmäinen asia on tietää, mikä on isotooppi, jolla ei ole radioaktiivisia ominaisuuksia. Tämä tarkoittaa, että se on luonteeltaan melko vakaa. Sitä voidaan käyttää korvaamaan vety erilaisissa kemiallisissa reaktioissa. Koska sillä on luonnostaan ​​suuri vakaus, osoittaa erilaista käyttäytymistä kuin tavallinen vety. Tämä tapahtuu kaikissa reaktioissa, joilla on biokemiallinen luonne. On välttämätöntä tietää ennen korvaamista, että vaikka se voidaan saavuttaa vaihtamalla vety deuteriumiin kemiallisissa reaktioissa, on kuitenkin tiedettävä, että niillä on erilainen käyttäytyminen.
Kun kaksi vedyn vetyatomia korvataan, voidaan saada yhdiste, joka tunnetaan nimellä raskas vesi. Vety, jota on läsnä meressä ja joka on deuteriumin muodossa se on vain 0,016%: n osuus suhteessa protiumiin. Universumissa tällä isotoopilla on taipumus sulautua nopeammin muodostaen heliumia. Jos yhdistämme deuteriumin atomihapen kanssa, näemme, että siitä tulee myrkyllinen laji. Tästä huolimatta deuteriumilla on hyvin samanlaiset kemialliset ominaisuudet kuin vedyllä.
Toinen tämän isotoopin ominaisuus on, että kun deuteriumatomit altistetaan ydinfuusioprosessille korkeissa lämpötiloissa, voi vapautua suuria määriä energiaa, mikä tekee deuteriumista olennaisen elementin deuteriumin tutkimuksessa. ydinfuusio. Se on pakosta, olet opiskellut pystyäksesi toteuttamaan ydinfuusion planeetallamme. Jotkut fysikaaliset ominaisuudet, kuten kiehumispiste, höyrystymislämpö, ​​kolmoispiste ja tiheys niiden voimakkuus on suurempi kuin vedyn.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää deuteriumista ja sen ominaisuuksista.