Σήμερα πρόκειται να μιλήσουμε για ένα ισότοπο που χρησιμοποιείται για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Είναι περίπου δευτέριο. Είναι ένα από τα ισότοπα είδη υδρογόνου και αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο D ή 2Η. Έχει δοθεί η κοινή ονομασία βαρύ υδρογόνο επειδή η μάζα είναι διπλάσια από αυτή του πρωτονίου. Ένα ισότοπο δεν είναι τίποτα άλλο από ένα είδος που προέρχεται από το ίδιο χημικό στοιχείο αλλά έχει διαφορετικό μαζικό αριθμό. Το δευτέριο χρησιμοποιείται για διάφορους σκοπούς, συμπεριλαμβανομένων των μελετών για εξωπλανήτες και στην κατανόηση του υδρόθειο.
Επομένως, πρόκειται να αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας ενημερώσουμε για όλα τα χαρακτηριστικά, τη δομή, τις ιδιότητες και τις χρήσεις του δευτερίου.
Κύρια χαρακτηριστικά
Η διάκριση μεταξύ δευτερίου και υδρογόνου οφείλεται στη διαφορά στον αριθμό των νετρονίων που έχει. Για το λόγο αυτό, το δευτέριο θεωρείται σταθερό ισότοπο και μπορεί να βρεθεί σε ενώσεις που σχηματίζονται από υδρογόνο εντελώς φυσικής προέλευσης. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι, αν και είναι φυσικής προέλευσης, εμφανίζονται σε μικρό ποσοστό. Δεδομένων των ιδιοτήτων που έχει τόσο παρόμοιο με το συνηθισμένο υδρογόνο, μπορεί να το αντικαταστήσει στο σύνολό του στις αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχει. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να μετατραπεί σε ισοδύναμες ουσίες.
Για αυτόν και άλλους λόγους, το δευτέριο έχει μεγάλο αριθμό εφαρμογών σε διάφορους τομείς της επιστήμης. Με τα χρόνια έχει γίνει ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία για την έρευνα και την πρόοδο στην τεχνολογία και τις πληροφορίες. Σε σχέση με αυτό, φαινόμενα όπως π.χ την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης για την καλύτερη κατανόηση της επίδρασης διαφορετικών ισοτόπων. Επιπλέον, η μελέτη τους σχετίζεται με την σεληνιακή ατμόσφαιρα και τα χαρακτηριστικά τους.
Η κύρια δομή αυτού του ισότοπου αποτελείται από έναν πυρήνα που έχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο. Έχει ατομικό βάρος περίπου 2,014 γραμμάρια. Αυτό το ισότοπο ανακαλύφθηκε χάρη στον Harold C. Urey, χημικό από τις Ηνωμένες Πολιτείες, και τους συνεργάτες του Ferdinand Brickwedde και George Murphy, το 1931. Η προετοιμασία για να συναντηθεί το δευτέριο στην καθαρή του κατάσταση πραγματοποιήθηκε με επιτυχία για πρώτη φορά το 1933. Είναι ήδη στη δεκαετία του 50 όταν άρχισε να χρησιμοποιείται μια σταθερή φάση που έδειξε μεγάλη σταθερότητα, γνωστή ως δευτεριούχο λίθιο. Αυτή η ουσία θα μπορούσε να αντικαταστήσει το δευτέριο και το τρίτιο σε μεγάλο αριθμό χημικών αντιδράσεων.
Η πρόοδος της επιστήμης συμβαίνει όταν βρεθεί μια ουσία που μπορεί να διευκολύνει τις χημικές αντιδράσεις για τη δημιουργία προϊόντων. Υπό αυτή την έννοια, η αφθονία αυτού του ισοτόπου έχει μελετηθεί για να μπορεί να παρατηρήσει ορισμένα πράγματα. Είναι γνωστό ότι η αναλογία του δευτερίου στο νερό ποικίλλει ελαφρώς ανάλογα με την περιοχή όπου λαμβάνεται το δείγμα. Υπάρχουν κάποιες μελέτες φασματοσκοπίας που έχουν προσδιορίσει την ύπαρξη αυτού του ισότοπου σε άλλους πλανήτες στον γαλαξία μας. Αυτό μπορεί να έχει μεγάλη σημασία για τη μελέτη της σύνθεσης άλλων ουράνιων σωμάτων, όπως ακριβώς έχει γίνει με Η ατμόσφαιρα του Δία και να το συγκρίνουμε με άλλα αστρονομικά φαινόμενα.
Δομή και προέλευση του δευτερίου
Ας μάθουμε μερικά στοιχεία για το δευτέριο. Όπως έχουμε αναφέρει προηγουμένως, η κύρια διαφορά που υπάρχει μεταξύ των ισοτόπων του υδρογόνου έγκειται στη δομή τους. Και το υδρογόνο, το δευτέριο και το τρίτιο έχουν διαφορετικές ποσότητες πρωτονίων και νετρονίων, επομένως έχουν διαφορετικές χημικές ιδιότητες. Πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι το δευτέριο που υπάρχει μέσα σε άλλα αστρικά σώματα αποβάλλεται πιο γρήγορα από ότι δημιουργείται. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους είναι τόσο δύσκολο να μελετηθεί η παρουσία του δευτερίου στα αστρικά σώματα.
Άλλα φαινόμενα της φύσης θεωρούνται ότι σχηματίζουν μια μικρή ποσότητα δευτερίου, επομένως η παραγωγή της συνεχίζει να δημιουργεί σημαντικό ενδιαφέρον σήμερα. Από το ποσοστό που έχουμε αναφέρει προηγουμένως για την παρουσία δευτερίου στη φύση, δεν ανέρχεται σε 0.02%. Μια σειρά επιστημονικών ερευνών αποκάλυψε ότι η συντριπτική πλειονότητα των ατόμων που έχουν σχηματιστεί από δευτέριο προήλθε φυσικά από την έκρηξη που προκάλεσε την προέλευση του σύμπαντος που είναι γνωστό ως Μεγάλη έκρηξη. Αυτοί είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους πιστεύεται ότι το δευτέριο υπάρχει σε μεγάλους πλανήτες όπως ο Δίας, ο οποίος έχει επίσης αποτελέσει αντικείμενο μελέτης στο πλαίσιο ανιχνευτών όπως ο Ταξιδιώτης.
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να ληφθεί αυτό το ισότοπο με φυσικό τρόπο είναι όταν συνδυάζεται με υδρογόνο. Όταν συμβεί αυτό, θα συνδυαστεί σε μια μορφή protium. Οι επιστήμονες ενδιαφέρονται να μάθουν τη σχέση που δημιουργείται μεταξύ της αναλογίας των δευτέριο και υδρογόνο σε διαφορετικά επιστημονικά πεδία. Έχει μελετηθεί ευρέως σε κλάδους της επιστήμης όπως η αστρονομία ή η κλιματολογία. Σε αυτούς τους κλάδους έχει κάποιες πρακτικές χρήσεις για να γνωρίζει και να κατανοεί το σύμπαν και την ατμόσφαιρά μας, εκτός από τη συμβολή στη μελέτη του επίδραση ακτινοβολίας.
Ιδιότητες δευτερίου
Θα μάθουμε ποιες είναι οι κύριες ιδιότητες που έχει αυτό το ισότοπο που ανήκει στο υδρογόνο. Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να ξέρετε τι είναι ένα ισότοπο χωρίς ραδιενεργά χαρακτηριστικά. Αυτό σημαίνει ότι είναι αρκετά σταθερό στη φύση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντικατάσταση του υδρογόνου σε διάφορες χημικές αντιδράσεις. Έχοντας μεγάλη σταθερότητα φυσικά, δείχνει διαφορετική συμπεριφορά με το συνηθισμένο υδρογόνο. Αυτό συμβαίνει σε όλες τις αντιδράσεις που έχουν βιοχημική φύση. Είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε πριν από την αντικατάσταση, ότι αν και μπορεί να επιτευχθεί με την ανταλλαγή υδρογόνου με δευτέριο σε χημικές αντιδράσεις, πρέπει να είναι γνωστό ότι θα έχουν διαφορετική συμπεριφορά.
Όταν αντικαθιστάτε τα δύο άτομα υδρογόνου στο νερό, μπορείτε να πάρετε μια ένωση γνωστή ως βαρύ νερό. Το υδρογόνο που υπάρχει στον ωκεανό και που έχει τη μορφή δευτερίου παρουσιάζει μόνο ποσοστό 0,016% σε σχέση με το πρωτόνιο. Στο σύμπαν, αυτό το ισότοπο έχει την τάση να συντήκεται πιο γρήγορα για να δημιουργήσει ήλιο. Αν συνδυάσουμε το δευτέριο με το ατομικό οξυγόνο, βλέπουμε ότι γίνεται τοξικό είδος. Παρόλα αυτά, το δευτέριο έχει χημικές ιδιότητες πολύ παρόμοιες με αυτές του υδρογόνου.
Μια άλλη ιδιότητα που έχει αυτό το ισότοπο είναι ότι όταν τα άτομα δευτερίου υποβάλλονται σε διαδικασία πυρηνικής σύντηξης σε υψηλές θερμοκρασίες, μπορούν να απελευθερωθούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας, γεγονός που καθιστά το δευτερίου απαραίτητο στοιχείο στην έρευνα για πυρηνική σύντηξη. Είναι η έξοδος, έχετε μελετήσει για να μπορέσετε να εφαρμόσετε πυρηνική σύντηξη στον πλανήτη μας. Ορισμένες φυσικές ιδιότητες όπως σημείο βρασμού, θερμότητα εξάτμισης, τριπλό σημείο και πυκνότητα έχουν μεγέθη μεγαλύτερα από αυτά του υδρογόνου.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το δευτέριο και τα χαρακτηριστικά του.