I dag skal vi snakke om en isotop som brukes til å produsere kjernekraft. Det handler om deuterium. Det er en av isotopartene av hydrogen og er representert med symbolet D eller 2H. Det har fått fellesnavnet tungt hydrogen fordi massen er dobbelt så stor som protonet. En isotop er ikke annet enn en art som kommer fra det samme kjemiske elementet, men som har et annet massenummer. Deuterium brukes til ulike formål, inkludert studier på eksoplaneter og i forståelsen av hydrogensulfid.
Derfor skal vi dedikere denne artikkelen for å fortelle deg om alle egenskaper, struktur, egenskaper og bruk av deuterium.
Hovedkarakteristikker
Skillet mellom deuterium og hydrogen skyldes forskjellen i antall nøytroner det har. Av denne grunn betraktes deuterium som en stabil isotop og kan finnes i forbindelser dannet av hydrogen av helt naturlig opprinnelse. Det må tas i betraktning at selv om de er av naturlig opprinnelse, forekommer de i liten andel. Gitt egenskapene har den så mye som vanlig hydrogen, kan erstatte den i sin helhet i reaksjonene den deltar i. På denne måten kan den omdannes til ekvivalente stoffer.
Av denne og andre grunner har deuterium et stort antall applikasjoner innen forskjellige vitenskapsområder. Gjennom årene har det blitt et av de viktigste elementene for forskning og fremskritt innen teknologi og informasjon. I forhold til dette kan fenomener som f.eks atmosfæren til Venus for bedre å forstå virkningen av forskjellige isotoper. Videre er studien hans relatert til måneatmosfære og deres egenskaper.
Hovedstrukturen til denne isotopen består av en kjerne som har en proton og et nøytron. Den har en atomvekt på omtrent 2,014 gram. Denne isotopen ble oppdaget takket være Harold C. Urey, en kjemiker fra USA, og hans samarbeidspartnere Ferdinand Brickwedde og George Murphy, i 1931. Forberedelsene til å møte deuterium i sin rene tilstand ble utført vellykket for første gang i 1933. Det er allerede på 50-tallet da en solid fase som viste stor stabilitet, kjent som litiumdeuterid, begynte å bli brukt. Dette stoffet kan erstatte deuterium og tritium i et stort antall kjemiske reaksjoner.
Fremskritt innen vitenskap skjer når et stoff blir funnet som kan lette kjemiske reaksjoner for å generere produkter. I denne forstand har overfloden av denne isotopen blitt studert for å kunne observere visse ting. Det har vært kjent at andelen deuterium i vann varierer litt avhengig av området hvor prøven tas. Det er noen spektroskopistudier som har bestemt eksistensen av denne isotopen på andre planeter i galaksen vår. Dette kan være av stor betydning for å studere sammensetningen av andre himmellegemer, akkurat slik det har blitt gjort med Jupiters atmosfære og sammenligne det med andre astronomiske fenomener.
Struktur og opprinnelse til deuterium
La oss lære noen fakta om deuterium. Som vi har nevnt før, ligger hovedforskjellen mellom hydrogenisotoper i strukturen deres. Og hydrogen, deuterium og tritium har forskjellige mengder protoner og nøytroner, så de har forskjellige kjemiske egenskaper. Det må også tas i betraktning at deuteriumet som finnes inne i andre stjernelegemer, elimineres raskere enn det er skapt. Dette er en av grunnene til at det er så vanskelig å studere tilstedeværelsen av deuterium i stjernelegemer.
Andre naturfenomener anses å danne en liten mengde deuterium, så produksjonen fortsetter å generere betydelig interesse i dag. Fra den prosentandelen vi har nevnt tidligere om tilstedeværelsen av deuterium i naturen, den utgjør ikke 0.02 %. En rekke vitenskapelige undersøkelser har avdekket at det store flertallet av atomene som har blitt dannet av deuterium, naturlig stammer fra eksplosjonen som ga opphav til universets opprinnelse kjent som Big Bang. Dette er en av hovedårsakene til at det antas at deuterium finnes i store planeter som Jupiter, som også har vært gjenstand for studier i forbindelse med sonder som f.eks. Voyager.
Den vanligste måten å oppnå denne isotopen naturlig er når den kombineres med hydrogen. Når dette skjer, vil det bli kombinert til en protiumform. Forskere er interessert i å vite forholdet etablert mellom andelen av deuterium og hydrogen innen forskjellige vitenskapsfelt. Det er mye studert innen vitenskapsgrener som astronomi eller klimatologi. I disse grenene har det noen praktiske bruksområder for å kjenne og forstå universet og atmosfæren vår, i tillegg til å bidra til studiet av strålingseffekt.
Egenskaper av deuterium
Vi kommer til å vite hva som er de viktigste egenskapene som denne isotopen tilhører hydrogen. Det første du må gjøre er å vite hva en isotop uten radioaktive egenskaper er. Dette betyr at den er ganske stabil i naturen. Det kan brukes til å erstatte hydrogen i forskjellige kjemiske reaksjoner. Ved å ha stor stabilitet naturlig, viser en annen oppførsel enn vanlig hydrogen. Dette skjer i alle reaksjoner som har en biokjemisk natur. Det er nødvendig å vite før man bytter ut, at selv om det kan nås ved å bytte hydrogen mot deuterium i kjemiske reaksjoner, må det være kjent at de vil ha en annen oppførsel.
Når de to hydrogenatomene i vann erstattes, kan en forbindelse kjent som tungt vann oppnås. Hydrogenet som er tilstede i havet, og som er i form av deuterium den presenterer bare en andel på 0,016% i forhold til protium. I universet har denne isotopen en tendens til å smelte sammen raskere for å gi opphav til helium. Hvis vi kombinerer deuterium med atomært oksygen, ser vi at det blir en giftig art. Til tross for dette har deuterium kjemiske egenskaper som ligner mye på hydrogen.
En annen egenskap som denne isotopen har er at når deuteriumatomer utsettes for kjernefysisk fusjonsprosessen ved høye temperaturer, kan store mengder energi frigjøres, noe som gjør deuterium til et essensielt element i forskning på kjernefysisk fusjon. Det er utvandringen, du har studert for å kunne implementere kjernefysisk fusjon på planeten vår. Noen fysiske egenskaper som kokepunkt, fordampningsvarme, trippelpunkt og tetthet de har større størrelser enn hydrogen.
Jeg håper at med denne informasjonen kan du lære mer om deuterium og dets egenskaper.