Žijící a mrtví, lehká a těžká voda

V únoru 1944 se v oblasti norského Ryukanského údolí zahájila sabotáž operace "Heavy Water" spojeneckých sil, jejichž cílem bylo zabránit vzniku atomového náboje nacistickým Německem. Stanice Wemork, kde byla prováděna výroba surovin pro vědecký výzkum, byla vyhozena. Později se ukázalo, že i kdyby operace selhala, Němci by neměli čas na dokončení práce na vytvoření bomby. Ale počátkem roku 1944 o tom nikdo nevěděl ...

Fyzikální a chemické vlastnosti těžké vody

Každý školák zná formu obyčejné vody dnes, ale je známo lidstvu jen o málo víc než dvě století. To bylo objeveno v 1805 Gay-Lussac a Humboldt, kdo zjistil, že každá molekula nejběžnější tekutiny na Zemi se skládá z jednoho atomu vodíku a dvou kyslíku. 1932 doplnil tyto znalosti o nové informace. Při každé džbáni čaje, kávy a jakéhokoli jiného nápoje s výjimkou vody H2O se nachází poměrně odlišná složka, která se vyznačuje tím, že vodík-protium je nahrazen deuteriem D, těžkým izotopem tohoto chemického prvku periodické tabulky. Sloučenina dostala název "těžká voda". Získat to za rok Richard MacDonald a Herbert Lewis ve své čisté podobě, otevřel příležitost pro vědecký výzkum. Srovnání vlastností lehké a těžké vody ukázalo, že hustota a viskozita D2O je větší než hustota vody. To je plně v souladu s teoretickými výpočty. Rozdíl 10% odpovídá poměru molekulových hmotností protium (lehký vodík) a deuteria, respektive 18 a 20. Teploty varu a mrazu jsou různé, jsou vyšší v těžké vodě (101,42 a +3,8 stupňů Celsia).

Vliv těžké vody na živé organismy

Navzdory skutečnosti, že D2O ve vodě je přítomen ve velmi malých množstvích (miliontiny procent), jeho obsah ovlivňuje životně důležitou aktivitu organismů. Častější je těžká voda, v níž je izotop nahrazen nikoli dvěma, ale jedním atomem vodíku, jeho vzorec je HDO. Akce obou druhů na metabolismus experimentální zvířata umírají z selhání ledvin při použití směsi H2O a HDO v poměru 3: 1. Při napájení rostlin s touto sloučeninou se jejich růst zastaví. Naopak, čím menší je podíl těžké vody, tím aktivnější jsou životní procesy. Zajímavou skutečností - čím blíže k pólu, voda je "jednodušší".

Aplikace těžké vody

Těžká voda slouží jako moderátor rychlého neutronu při termonukleárních reakcích. Z jednotkové hmotnosti deuteria může být energie extrahována deset milionů více než při spalování stejného množství uhlí. Další studie o povaze izotopů odhalily přítomnost v atmosféře a možnost laboratorní produkce nadměrné vody T20, ve které je vodík nahrazen radioaktivním tritiem s atomovou hmotností 3. Uměle vyrobené vodíkové izotopy 4H a 5H mohou také vytvářet superheavych vod s kyslíkem, používají se jako "značené atomy" při provádění vědeckých experimentů.