Содержание
Для чего нужна?
Тяжелой водой является жидкость с высокой концентрацией атомов дейтерия, которые немногим тяжелее атомов протия, изотопа водорода насыщающего обычную воду. Тяжелую воду часто называют мертвой из-за ее особых свойств.
Такую жидкость используют в следующих сферах:
-
Ядерная энергетика. В этой сфере используется свойство тяжелой воды замедлять движение нейтронов.
Дополнительно она играет роль охладителя тепловых нейтронов.
-
В медицине. Проводятся исследования в области влияния воды на организм человека и животных.
Также исследуется влияние дейтерия на образование раковых клеток и замедление их роста. Опыты проводятся в особенности над крупным рогатым скотом.
- В физике. Идут работы над использованием высоко концентрированной воды в качестве источника термоядерной энергии. Также применяются атомы дейтерия для замедления и последующего изучения нейтрино, частицы начала вселенной.
- В химии используется этот тип воды для определения уровня кислотности, контроля состояния различных соединений и примесей.
Наиболее востребованной и естественной сферой использования является сельское хозяйство. Тут используется дождевая вода для полива полей. Дождевая вода также считается тяжелой по причине электролиза в грозовых облаках.
Где используется?
Рассмотрим подробнее каждую сферу использования тяжелой воды.
В реакторах
Объяснить использование тяжелой воды в реакторах можно очень просто. Применяется свойство жидкости замедлять движение нейтронов, которые выделяются при реакции деления. Тяжелая вода замедляет этот процесс, не позволяя увеличить концентрацию нейтронов и выделение большого количества теплоты.
Такой подход позволяет использовать обычный уран, без его обогащения, и не применять стержневые графитовые замедлители, которые обладают высокой радиоактивностью и выделяют пыль.
В химии
Химия использует основное свойство воды – способность к растворению. Тяжелая вода используется в качестве изотопного индикатора.
При помощи него можно легко проследить движение, реакции и иные химические процессы, которые протекают в некотором замедлении.
Такой подход дает возможность контролировать концентрацию различных веществ, создавая наиболее эффективные смеси.
Еще один вариант использования в химии: стабилизация роста микроорганизмов с целью выделения замедлителя реакций. Так, дейтерий способен снижать численную популяцию бактерий, рост злокачественных клеток.
При этом он имеет обратный эффект, стимулируя рост раковых клеток и ломая структуру ДНК. Именно химические исследования помогают выявить концентрацию для полезного использования.
В физике
Тяжелая вода в физике применяется для разгона элементарных частиц, в качестве теплоносителя для работы сложных электромагнитных установок. Использование тяжелой воды при «ловле» нейтрино объясняется следующим образом: такая вода более плотная, она замедляет движение свободных нейтронов и более мелких частиц.
На этапе прохождения через воду, на скоростях близких к световым, такие частицы легко фиксируются, с дальнейшим контролем их скорости, радиочастоты, импульсных амплитуд.
Можно ли употреблять для питья?
По сути, человек употребляет некоторую долю тяжелой воды при ежедневном питье. Другое дело, если специально пить такую жидкость.
Употребить без вреда для организма можно не более литра. Вода в течении суток покинет организм, не причинив вреда.
При большой концентрации и накоплении в организме, такая жидкость стимулирует:
- гибель полезной микрофлоры,
- рост раковых клеток,
- дефекты структуры ДНК.
Видео по теме статьи
О применении и свойствах тяжелой воды расскажет видео:
Заключение
Тяжелая вода полезна, если использовать ее в сферах физики и химии. Для постоянного использования человеком она считается вредной, существенно замедляя химические реакции в организме.
Человек постоянно контактирует с такой водой, но накопления дейтерия не происходит, по причине большой концентрации протия, основного элемента обычной воды.