什么是重水(Heavy Water)？

重水是水的常用术语，包括氢、2H2O或D2O的氘同位素。该术语可指含有任何数量氘的水，但通常指的是浓缩到100%或接近100%的水。大约每两千万个水分子中就有一个是重水分子。重水中的氘与普通氢（也称为质子）非常相似，只是它含...
重水是水的常用术语，包括氢、2H2O或D2O的氘同位素。该术语可指含有任何数量氘的水，但通常指的是浓缩到100%或接近100%的水。大约每两千万个水分子中就有一个是重水分子。重水中的氘与普通氢（也称为质子）非常相似，只是它含有一个额外的中子。因此，一个氘原子就含有一个中子，一个质子和一个电子。额外的中子会给原子增加一个很小的重量，大约占总重量的10%，这就是它的重量。这种水最出名的原因是它在调节不使用浓缩铀的核反应堆的过程中的作用。当核反应堆进行裂变时，它们会释放出来中子。这些中子的移动速度惊人的快。为了与未富铀发生更可控的连锁反应，中子需要减速。因此，需要使用某种调节器。铍、石墨和正常水都用作调节器，它们都有各自的优点和局限性。重水是另一种调节器，加入中子使它更稳定地调节通过它的中子，大约每4000-7000个正常氢原子中就有一个氘发生。这意味着大约每两千万个水分子中就有一个是重水分子。这种物质并不是真的被创造出来的，而是经过提炼的。正常的水是从大型水库中提取出来的，少量的重水是从较轻的水中提取出来的，不同的国家和公司都储存着重水，由于其作为核调节器的用途并没有真正消耗掉，这些储存量会随着时间的推移而增长氢还有一种更重的同位素，叫做氚，但它不用于核反应堆中的重水。氚是放射性的，在自然界中很少出现，而是经常作为核事件的副产品出现。谢天谢地，水本身没有放射性，但它对人体有轻微毒性。尽管它与正常水基本相同，但它的重量增加确实会影响某些重要化学反应的速度，包括细胞分裂。重水中毒的程度约占人体总水量的10%至50%，取决于许多因素。然而，在自然界中，这些水平永远不会达到，所以中毒不是真正的担忧。因为它在调节增殖反应堆的裂变过程中起着核心作用，增殖反应堆可用于生产武器级钚，这种物质受到严格管制，国际社会密切关注大量生产或采购这种物质的国家，因为这可能是该国正在朝着生产核武器的方向迈进的迹象
  • 发表于 2020-09-06 15:26
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  • 分类：科学教育

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