헤비 워터 또는 중수소 산화물은 일반 물과 유사한 화학적 특성을 가진 액체이지만 질량과 밀도가 더 크기 때문에 다른 용도가 있습니다.
모든 사람은 물이나 H2O에 대해 들어 보았지만 자연적으로 발생하는 중수를 알고있는 사람들은 훨씬 적습니다. D2O.
무거운 물은 무엇입니까?
무거운 물의 신비를 해독하기 위해서는 먼저 동위 원소의 개념을 이해해야합니다. 요소의 원자가 핵의 중성자 수에 의해 상이 할 때, 동위 원소로 알려져 있습니다. 수소는 다음과 같은 동위 원소를 가지고 있습니다.
그림 양성자, 중수소 및 삼중 수소 (사진 크레디트 :Designua/ Shutterstock)
중수소는 표준 수소 원자보다 하나의 중성자를 함유하는 수소 동위 원소입니다. 각 중수소 원자 에서이 추가 중성자로 인해 정상 수소 원자의 두 배 무게가 있습니다.
물의 화학적 구조 (H2O)와 유사하게, 심한 물 또는 중수소 산화물 (D2O)은 또한 하나의 물 원자에 부착 된 2 개의 원자를 갖는다. 정상적인 양성자 원자 대신에 무거운 물은 두 개의 중수소 원자로 구성됩니다.
D2O의 분자 구조 (사진 크레디트 :Shmitt Maria/ Shutterstock)
정상적인 물과 마찬가지로, 무거운 물은 실온에서 무취 액체입니다. 더욱이, 양성자의 중수소는 또한 안정적인 동위 원소이다. 이렇게하면 무거운 물이 방사성이 없도록합니다. 각각의 중수소 원자의 분자량은 20이고, H2O 원자 무게의 분자량은 18의 분자량을 가지며, 중량이 높기 때문에 중수소는 물보다 밀도가 높습니다. 고체 상태에서는 D2O 블록이 부유물이 아닌 물에 가라 앉습니다.
조밀 한 헤비 워터 큐브는 물에 가라 앉습니다 (사진 크레디트 :Andrey Armyagov/ Shutterstock)
이것은 얼음 블록 (H2O)이 어떻게 행동하는지와 다릅니다. D2O와 H2O를 구별하는 쉬운 방법은 두 화합물의 중량과 밀도입니다. 무거운 물은 자연적으로 발생하지만 물만큼 흔한 곳은 아닙니다. 자연적으로 발생하는 중수 대 일반 물의 비율은 약 1 :20,000,000 분자입니다. (url - https://energyeducation.ca/encyclopedia/heavy_water)
무거운 물은 무엇입니까?
중수소 및 삼중습과 같은 특정 화합물의 제조에 헤비 워터가 사용될 수 있습니다. 무거운 물은 원자로에도 사용됩니다. 우라늄 -235와의 핵분열 반응은이 반응기에서 발생해야합니다. 핵분열 반응은 중성자가 큰 핵에서 발사 될 때 이후에 분리 될 때입니다. 이 분할의 결과로 많은 양의 에너지가 방출됩니다.
핵분열 (사진 크레딧 :General-FMV/ Shutterstock)
이 반응기에서 중성자는 엄청나게 빠른 속도로 움직이고 속도를 늦춰야합니다. 반응기에서 느린 중성자 이동은 핵분열 반응이 효율적으로 구체화되도록합니다. 헤비 워터는 중성자를 늦출 수 있기 때문에이 반응에서 중성자 중재자 역할을합니다. 이것은 핵분열 연쇄 반응이 우라늄 -235와의 작용을 허용합니다.
무거운 물은 또한 추적자 화합물로 사용될 수 있습니다. 동위 원소 추적기는 다른 혼합물에 첨가 될 때 식별 할 수있는 원자입니다. 이러한 원자를 사용하면 과학자들이 혼합물의 진행을 '추적'할 수 있습니다. 동위 원소 추적기는 혼합물과 호환되어야하지만 혼합물에서도 차별화 될 수 있습니다. 무거운 물은이 독특한 조합을 제공합니다.
무거운 물을 마실 수 있습니까?
제한된 수량으로 예.
소량으로 무거운 물을 마시면 어떤 식 으로든 영향을 미치지 않습니다. 중수소가 방사성이 아니기 때문에 D2O를 소비하면 해를 끼치 지 않으므로 방사선 중독에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 중수소 원자는 자연적으로 작은 비율로 발생합니다. 7 천 수소 원자마다 하나의 중수소 원자가있어서 거의 드물게 발생합니다. 이러한 비율에서 D2O를 소비해도 인간에게 신체적 상해를 입지는 않습니다. 맛 측면에서, 무거운 물은 일반 물보다 다소 달콤한 맛을 가지고 있습니다.
무거운 물 한 잔? (사진 크레딧 :Busra Ispir/ Shutterstock)
상당한 양의 무거운 물을 섭취하면 액체 밀도의 변화로 인해 약간의 불안감을 느낄 수 있습니다. 귀에 존재하는 체액의 압력이 약간 변할 수 있습니다. 그러나이 양은 여전히 신체에 큰 손상을 입히지 않아야하며, 큰 고통을 유발하기 위해 충분한 무거운 물을 소비 할 수있는 경우는 드 rare니다. 그러나 큰 비율로 무거운 물을 섭취하면 건강에 매우 해가 될 것입니다.
초과 D2O의 소비는 치명적일 수 있습니다 (사진 크레디트 :Korosi Francois-Zoltan/ Shutterstock)
수소 원자와 비교하여 중수소 원자의 더 큰 질량은 신체에서 발생하는 화학 반응에 영향을 미칩니다. 더 무거운 D2O 분자는 인체에서 정기적으로 발생하는 자연적으로 발생하는 화학 반응 속도를 늦출 것입니다. 무거운 물의 양이 몸에 존재하는 총 물의 20%에 도달하면 치명적일 수 있습니다. 특정 유형의 헤비 워터에는 중수소 원자 대신 삼상 원자가 포함됩니다. 삼중 수소는 무겁고 더 중요한 것은 방사성이기 때문에이 다양성은 훨씬 더 유해합니다. 그러한 액체의 섭취는 신체적 상해를 입히고 인간의 DNA 완전성에 영향을 줄 수 있습니다.
고맙게도, 우리는 주로 D2O를 얻는 것이 매우 어렵고 비싸기 때문에 어떤 종류의 중수에 과다 복용하는 사람들에 대해 거의 듣지 않습니다. 전기 분해를 사용하면 순수한 무거운 물을 얻을 수 있지만 대부분의 사람들은 이러한 자원에 접근 할 수 없습니다. D2O를 구매하는 것도 매우 비싸며 가격은 100 그램의 액체에 대해 $ 100 이상입니다. (사실-https://shop.isotope.com/productdetails.aspx?itemno=dlm-4-pk)
