Днес ще говорим за изотоп, който се използва за производство на ядрена енергия. Това е за деутерий. Той е един от изотопните видове водород и е представен със символа D или 2H. Дадено му е общото наименование тежък водород, защото масата е два пъти по-голяма от тази на протона. Изотопът не е нищо повече от вид, който идва от същия химичен елемент, но има различно масово число. Деутерият се използва за различни цели, включително изследвания върху екзопланети и в разбирането на водороден сулфид.
Ето защо ще посветим тази статия, за да ви разкажем за всички характеристики, структура, свойства и употреба на деутерия.
ключови характеристики
Разграничението между деутерий и водород се дължи на разликата в броя на неутроните, които има. Поради тази причина деутерият се счита за стабилен изотоп и може да се намери в съединения, образувани от водород с напълно естествен произход. Трябва да се има предвид, че макар да са от естествен произход, те се срещат в малка част. Като се имат предвид свойствата, които има толкова сходни с обикновения водород може да го замени изцяло в реакциите, в които участва. По този начин той може да се превърне в еквивалентни вещества.
Поради тази и други причини деутерият има голям брой приложения в различни области на науката. През годините той се превърна в един от най-важните елементи за научни изследвания и напредък в технологиите и информацията. Във връзка с това явления като напр атмосферата на Венера за по-добро разбиране на въздействието на различните изотопи. Освен това неговото изследване е свързано с лунна атмосфера и техните характеристики.
Основната структура на този изотоп се състои от ядро, което има протон и неутрон. Той има атомно тегло приблизително 2,014 грама. Този изотоп е открит благодарение на Харолд С. Урей, химик от САЩ, и неговите сътрудници Фердинанд Брикведе и Джордж Мърфи, през 1931 г. Подготовката за среща на деутерия в чисто състояние е проведена успешно за първи път през 1933 г. Вече през 50-те години на миналия век започва да се използва твърда фаза, която демонстрира голяма стабилност, известна като литиев деутерид. Това вещество може да замести деутерия и трития в голям брой химически реакции.
Напредъкът в науката възниква, когато се открие вещество, което може да улесни химичните реакции за генериране на продукти. В този смисъл изобилието от този изотоп е изследвано, за да могат да се наблюдават определени неща. Известно е, че делът на деутерий във водата варира леко в зависимост от района, където е взета пробата. Има някои спектроскопски изследвания, които са определили съществуването на този изотоп на други планети в нашата галактика. Това може да бъде от голямо значение за изследване на състава на други небесни тела, точно както беше направено с Атмосферата на Юпитер и го сравнете с други астрономически явления.
Структура и произход на деутерия
Нека научим някои факти за деутерия. Както споменахме по-рано, основната разлика, която съществува между водородните изотопи, е в тяхната структура. А водородът, деутерият и тритият имат различни количества протони и неутрони, така че имат различни химични свойства. Трябва също така да се има предвид, че деутерият, който съществува в други звездни тела, се елиминира по-бързо, отколкото се създава. Това е една от причините да е толкова трудно да се изследва наличието на деутерий в звездните тела.
Счита се, че други природни явления образуват малко количество дейтерий, така че производството му продължава да генерира значителен интерес и днес. От процента, който споменахме преди за присъствието на деутерий в природата, не възлиза на 0.02%. Поредица от научни изследвания разкриха, че по-голямата част от атомите, образувани от деутерий, естествено произхождат от експлозията, породила произхода на Вселената, известна като Голям взрив. Това са една от основните причини, поради които се смята, че деутерий присъства в големи планети като Юпитер, който също е бил обект на изследване в контекста на сонди като Пътник в космоса.
Най-често срещаният начин за получаване на този изотоп по естествен път е, когато се комбинира с водород. Когато това се случи, той ще бъде комбиниран във форма на протиум. Учените се интересуват от установената връзка между съотношението на деутерий и водород в различни области на науката. Той се изучава широко в клонове на науката като астрономия или климатология. В тези клонове има някои практически приложения за познаване и разбиране на Вселената и нашата атмосфера, в допълнение към приноса към изучаването на радиационен ефект.
Свойства на деутерия
Ще разберем кои са основните свойства, които притежава този изотоп, принадлежащ на водорода. Първото нещо, което трябва да направите, е да знаете какво е изотоп, лишен от радиоактивни характеристики. Това означава, че той е доста стабилен в природата. Може да се използва за заместване на водорода при различни химични реакции. Като имаме голяма стабилност естествено, показва поведение, различно от обикновения водород. Това се случва при всички реакции, които имат биохимичен характер. Необходимо е да се знае, преди да се замени, че въпреки че може да се постигне чрез обмяна на водород с деутерий в химични реакции, трябва да се знае, че те ще имат различно поведение.
Когато двата водородни атома във водата бъдат заменени, може да се получи съединение, известно като тежка вода. Водородът, който присъства в океана и който е под формата на деутерий той представлява само съотношение от 0,016% по отношение на протиума. Във Вселената този изотоп има тенденция да се слива по-бързо, за да даде началото на хелий. Ако комбинираме деутерий с атомарен кислород, виждаме, че той става токсичен вид. Въпреки това деутерият има химични свойства, много подобни на тези на водорода.
Друго свойство, което има този изотоп е, че когато атомите на деутерий са подложени на процес на ядрен синтез при високи температури, могат да бъдат освободени големи количества енергия, което прави деутерия основен елемент в изследванията на ядрен синтез. Това е изселването, което сте учили, за да можете да приложите ядрен синтез на нашата планета. Някои физични свойства като точка на кипене, топлина на изпарение, тройна точка и плътност те имат величини по-големи от тези на водорода.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за деутерия и неговите характеристики.