Естественные науки
Кто знает что такое тяжелая вода?) Объясните в деталях, очень срочно))
У меня устный экзамен по физике и один из билетов формулируется так: ТЯЖЕЛАЯ ВОДА, ВОЗМОЖНОСТЬ ЕЕ РАСЩИПЛЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В АТОМНОЙ ЭНЭРГЕТИКЕ. Как можно наиболее просто, включив всю основную иформацию ответить на данный билет?)) Заранее благодарю Вас за помощь.))
Тяжёлая вода́ (также оксид дейтерия) — обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды. Тяжёловодородная вода имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов обычного лёгкого изотопа водорода (протия) содержит два атома тяжёлого изотопа водорода — дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как D2O или ²H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.
Тяжелую воду применяют в ядерной физике и в конструкции реакторов как замедлитель нейтронов.
Во всех типах действующих реакторов цепная реакция деления происходит в топливных стержнях, как это описано в 3.1. Быстрые нейтроны замедляются водой, тяжелой водой или графитовыми стержнями так, чтобы они могли инициировать реакцию расщепления. Скорость реакции регулируется введением в ядро реактора стержней, поглощающих нейтроны. Теплота, выделяющаяся при реакции деления, уносится теплоносителем, преобразовывается в пар, который в свою очередь используется для вращения турбины и производства электроэнергии.
Тяжелую воду применяют в ядерной физике и в конструкции реакторов как замедлитель нейтронов.
Во всех типах действующих реакторов цепная реакция деления происходит в топливных стержнях, как это описано в 3.1. Быстрые нейтроны замедляются водой, тяжелой водой или графитовыми стержнями так, чтобы они могли инициировать реакцию расщепления. Скорость реакции регулируется введением в ядро реактора стержней, поглощающих нейтроны. Теплота, выделяющаяся при реакции деления, уносится теплоносителем, преобразовывается в пар, который в свою очередь используется для вращения турбины и производства электроэнергии.
Тяжёлая вода́ (также оксид дейтерия) — обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды. Тяжёловодородная вода имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов обычного лёгкого изотопа водорода (протия) содержит два атома тяжёлого изотопа водорода — дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как D2O или ²H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.
Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году, за что был отмечен Нобелевской премией по химии в 1934 году. А уже в 1933 году Гилберт Льюис выделил чистую тяжёловодородную воду.
Плотность
и фазовое состояние 1104,2 кг/м³, жидкость
1017,7 кг/м³, твёрдая (при н. у. )
Растворимость Малорастворима в диэтиловом эфире;
Смешивается с этанолом;
C обычной водой смешивается
в любых пропорциях.
удельная теплоёмкость 5,301(?) кДж/моль
Точка плавления 3,81 °C (276,97 K)
Точка кипения 101,43 °C (374,55 K)
Константа диссоциации
кислоты (pKa) ?
Вязкость 0,00125 Па·с (0,0125 пз) при 20 °C
Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими (мыши, крысы, собаки) [1] показали, что замещение 25 % водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой. Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие, которые пили тяжёлую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают лишь при 90% дейтерировании воды в теле. Некоторые микроорганизмы и грибы способны жить в 70 % растворе D2O в H2O и даже в чистой тяжёлой воде [1]. Человек может без всякого вреда для здоровья выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней.
Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль. Тяжёлая вода использовалась для лечения артериальной гипертензии у людей в суточных дозах до 1,7 г дейтерия на кг веса пациента; этот метод запатентован
Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году, за что был отмечен Нобелевской премией по химии в 1934 году. А уже в 1933 году Гилберт Льюис выделил чистую тяжёловодородную воду.
Плотность
и фазовое состояние 1104,2 кг/м³, жидкость
1017,7 кг/м³, твёрдая (при н. у. )
Растворимость Малорастворима в диэтиловом эфире;
Смешивается с этанолом;
C обычной водой смешивается
в любых пропорциях.
удельная теплоёмкость 5,301(?) кДж/моль
Точка плавления 3,81 °C (276,97 K)
Точка кипения 101,43 °C (374,55 K)
Константа диссоциации
кислоты (pKa) ?
Вязкость 0,00125 Па·с (0,0125 пз) при 20 °C
Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими (мыши, крысы, собаки) [1] показали, что замещение 25 % водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой. Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие, которые пили тяжёлую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают лишь при 90% дейтерировании воды в теле. Некоторые микроорганизмы и грибы способны жить в 70 % растворе D2O в H2O и даже в чистой тяжёлой воде [1]. Человек может без всякого вреда для здоровья выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней.
Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль. Тяжёлая вода использовалась для лечения артериальной гипертензии у людей в суточных дозах до 1,7 г дейтерия на кг веса пациента; этот метод запатентован
Кроме тяжелой воды существует еще сверхтяжелая вода (оксид трития) , в которой вместо атомов обычного водорода содержатся атомы сверхтяжелого водорода - Трития.
Что касается ядра и термояда.. . (H, D, T - ядра, соответственно, обычного водорода, дейтерия и трития; He3 и He4 - ядра легкого и обычного гелия; (e-) - электрон; (e+) - позитрон; Г - гамма-квант: nt - нейтрино) .
Термоядерная реакция превращения водорода в гелий (реакция термоядерного синтеза) выглядит следующим образом:
1) H + H = D + (e+) + nt
2) H + D = He3 + Г
3) He3 + He3 = He4 + H + H
Очень показательная цепочка. В реакцию вступают 2 ядра водорода и в результате реакции получаются, кроме атома гелия, опять таки 2 ядра водорода. Т. е. реакция получается самоподдерживающейся.. . И, при определенных условиях, может стать цепной.. .
Ядра водорода проще всего получить при ионизации воды.
Если использовать смесь обычной и тяжелой воды в равных молярных объемах, то цепочка может начинаться сразу с реакции 2).
Тяжелую воду проще всего получить путем выпаривания из обчной воды, где она содержится в виде незначительной примеси.. .
Промышленное применение данной реакции для целей получения энергии обсуждается уже 60 лет. На сегодняшний день никаких обнадеживающих результатов не получено.
По общему мнению современных астрофизиков, превращение водорода в гелий в результате термоядерный реакции является источником светимости звезд на ранних стадиях их эволюции....
Что касается ядра и термояда.. . (H, D, T - ядра, соответственно, обычного водорода, дейтерия и трития; He3 и He4 - ядра легкого и обычного гелия; (e-) - электрон; (e+) - позитрон; Г - гамма-квант: nt - нейтрино) .
Термоядерная реакция превращения водорода в гелий (реакция термоядерного синтеза) выглядит следующим образом:
1) H + H = D + (e+) + nt
2) H + D = He3 + Г
3) He3 + He3 = He4 + H + H
Очень показательная цепочка. В реакцию вступают 2 ядра водорода и в результате реакции получаются, кроме атома гелия, опять таки 2 ядра водорода. Т. е. реакция получается самоподдерживающейся.. . И, при определенных условиях, может стать цепной.. .
Ядра водорода проще всего получить при ионизации воды.
Если использовать смесь обычной и тяжелой воды в равных молярных объемах, то цепочка может начинаться сразу с реакции 2).
Тяжелую воду проще всего получить путем выпаривания из обчной воды, где она содержится в виде незначительной примеси.. .
Промышленное применение данной реакции для целей получения энергии обсуждается уже 60 лет. На сегодняшний день никаких обнадеживающих результатов не получено.
По общему мнению современных астрофизиков, превращение водорода в гелий в результате термоядерный реакции является источником светимости звезд на ранних стадиях их эволюции....
объясняю на пальцах
атом Водорода состоит из ядра с зарядом +1e и электронной оболочки с одним электроном с зарядом -1e
атом Водорода в целом электрически нейтрален.
Ядро водорода при заряде +1 может иметь разный состав
обычный водород (протий) - ядро имеет один протон
дейтерий - ядро имеет один протон + один нейтрон (т. е. в ~2 раза тяжелее протия)
Есть еще тритий и т. д. Но они неустойчивы и быстро распадаются.
Так вот вода H2O где атом H есть дейтерий и есть "тяжелая вода"
атом Водорода состоит из ядра с зарядом +1e и электронной оболочки с одним электроном с зарядом -1e
атом Водорода в целом электрически нейтрален.
Ядро водорода при заряде +1 может иметь разный состав
обычный водород (протий) - ядро имеет один протон
дейтерий - ядро имеет один протон + один нейтрон (т. е. в ~2 раза тяжелее протия)
Есть еще тритий и т. д. Но они неустойчивы и быстро распадаются.
Так вот вода H2O где атом H есть дейтерий и есть "тяжелая вода"
Похожие вопросы
- Тяжёлая вода нужна для нормальной жизни всему живому и в частности, человеку ?
- Химия. "Тяжелая вода"
- Опасно ли пить Тяжелую воду? Что будет если выпить тяжелую воду? Сколько фонит сверхтяжелая вода?
- Народ, кто знает хорошо физиологию??? напишите... очень срочно, очень нужно. ..очень срочно, очень нужно
- Кто понимает процесс кипения воды? Объясните. Рассудите наш спор.
- Скажите,кто и что знает про такое понятие " Тяжёлая вода "?Существует ли оно и что означает?
- Как образуются водород и кислород при электролизе воды? Объясните механизм процесса.
- Может ли многократное кипячение воды привести к образованию тяжёлой воды?
- Всем известно, что долго кипятить воду нельзя-образуется тяжелая вода. А почему тогда можно долго варить суп, например?
- Как удалить из водопроводной воды "тяжелую воду"