Različiti oblici vodonika. Izotopi vodika: svojstva, karakteristike i primjena

Formira tri izotopa sa masenim brojevima 1, 2, 3:

() - deuterijum;

() - tricijum.

U prirodi je vodonik u obliku protijuma (99,98%). 0,0156% prirodnog vodonika čini "teški" vodonik - deuterijum, čija je masa dvostruko veća od protijuma. Procijum i deuterijum nisu radioaktivni.

Po prvi put je deuterijum dobijen u obliku teške vode D 2 O elektrolizom prirodne vode.

Teška voda D 2 O je voda formirana od atoma deuterija. Po svojim fizičko-hemijskim svojstvima razlikuje se od H 2 O:

Trenutno se deuterijum dobija iz prirodne mešavine izmenom izotopa između vode i sumporovodika. Za dobijanje 1 litre teške vode potrebna je 41 tona vode i 135 tona sumporovodika.

Hemijske reakcije u teškoj vodi odvijaju se sporije nego u običnoj vodi, vodikove veze koje uključuju deuterijum su nešto jače nego inače. Teška voda je toksična. Teška voda štetno djeluje na životinje i ljude. Na primjer, zamjena 1/3 H 2 O sa D 2 O dovodi do neplodnosti, neravnoteže ugljikohidrata i anemije.

Međutim, neki mikroorganizmi mogu živjeti u 70% teške vode (protozoe), pa čak i u čistoj teškoj vodi (bakterije). Osoba može popiti čašu teške vode bez vidljive štete po zdravlje, sav deuterijum će se ukloniti iz organizma za nekoliko dana. U tom smislu, teška voda je manje toksična od kuhinjske soli, na primjer.

Teška voda je industrijski proizvod i dostupna je u velikim količinama. Proizvodnja teške vode je vrlo energetski intenzivna, pa je njena cijena prilično visoka (otprilike 200 - 250 USD po kg).

Jezgra deuterijuma imaju nuklearni spin od 1, što je razlog za upotrebu teške vode i drugih deuteriranih otapala (deuterokloroform CDCl 3 ) u spektroskopiji nuklearne magnetne rezonance. Teška voda nalazi se u nuklearnoj tehnologiji kao moderator brzih neutrona jer će brzo smanjiti energiju neutrona nuklearne fisije, a također i zato što deuterij ima manji presjek hvatanja neutrona (ne apsorbira neutrone) od vodika, te stoga značajno smanjuje neutrone protok.

Deuterijum se široko koristi u proučavanju reakcionih mehanizama i u kinetičkim studijama.

Tricij se razlikuje od ostalih izotopa po tome što je radioaktivan. Tricijum se u prirodi nalazi u vrlo malim količinama. Prirodni sadržaj tricija je 1 atom na 10 18 atoma vodika, to je rezultat nuklearnih reakcija koje se odvijaju u vodi djelovanjem kosmičkih zraka u gornjoj atmosferi:

Nakon testiranja termonuklearnog oružja (1954.), koncentracija tritijuma je porasla stotine puta, ali je sada pala kao rezultat zabrane atmosferskih ispitivanja nuklearnog oružja. Nizak sadržaj tricijuma u zemljinoj kori objašnjava se i njegovom radioaktivnošću s vremenom poluraspada od 12,35 godina. . Posljednjih godina nuklearne elektrane postale su glavni izvor tehnogenog tritijuma u okolišu, koje godišnje ispuštaju nekoliko desetina kilograma tritijuma.

Trenutno se tricij proizvodi u nuklearnim reaktorima zračenjem litija neutronima: .

Litijum se koristi u obliku legure sa magnezijumom ili aluminijumom, koji zadržava dosta tricijuma, koji se oslobađa kada se ozračena legura rastvori u kiselini.

Bilješka. Najprikladniji način skladištenja tricijuma je pretvaranje u UT 3 reakcijom sa fino usitnjenim uranijumom. Tricijum se lako oslobađa iz ovog jedinjenja kada se zagreje iznad 400 ºS.

Teška voda na bazi tricijuma T 2 O ima jaku radioaktivnost. Stoga se obično koriste razrijeđene otopine koje sadrže 1% tricijum vode. Tricijum je čisti β-emiter bez nečistoće γ-komponente, stoga je relativno siguran, jer β-čestice imaju nisku prodornu moć, pa se zadržavaju listom papira ili slojem vazduha od 3 mm. Tricij je jedan od najmanje toksičnih radioizotopa.

Tricij može poslužiti kao radioaktivna oznaka za proučavanje različitih prirodnih procesa. Analiza atmosferskog tricijuma daje vrijedne informacije o kosmičkim zracima. A tricijum u sedimentnim stijenama može ukazivati ​​na kretanje zraka i vlage na Zemlji.

Najbogatiji prirodni izvori tricijuma su kiša i snijeg, jer gotovo sav tricij nastao pod djelovanjem kosmičkih zraka u atmosferi prelazi u vodu. Intenzitet kosmičkog zračenja varira u zavisnosti od geografske širine, pa padavine, na primer, u centralnoj Rusiji nose nekoliko puta više tricijuma od tropskih pljuskova. I ima vrlo malo tricijuma u kišama koje padaju preko okeana, pošto je njihov izvor u osnovi ista okeanska voda, a nema mnogo tricijuma.

Jasno je da duboki led Grenlanda ili Antarktika uopće ne sadrži tricij - on je tamo odavno potpuno raspao. Poznavajući brzinu stvaranja tricijuma u atmosferi, moguće je izračunati koliko dugo vlaga stoji u zraku - od trenutka kada ispari s površine do pada u obliku kiše ili snijega. Ispostavilo se da je, na primjer, u zraku iznad okeana ovaj period u prosjeku 9 dana.

Najčešće se tricij koristi kao oznaka u proučavanju reakcionih mehanizama i njihove kinetike.

Sintetizovani tricijum je relativno jeftin i koristi se u naučnim istraživanjima i industriji. Svjetleće boje tricijuma koje se nanose na instrumentalne vage našle su široku primjenu. Ove svjetlosne kompozicije su manje opasne s gledišta radijacije od tradicionalnih radijuma. Takve trajne svjetlosne kompozicije koriste se za izradu pokazivača, instrumentalnih vaga itd. Na njihovu proizvodnju godišnje se troše stotine grama tricijuma.

Tricijum je takođe prisutan u ljudskom tijelu. U njega ulazi hranom, udahnutim vazduhom i kroz kožu. Zanimljivo je da je plinoviti T 2 500 puta manje toksičan od tricij vode T 2 O. To je zbog činjenice da se molekularni tricij, ulazeći u pluća sa zrakom, zatim brzo (za oko 3 minute) izlučuje iz tijela, dok se tricij u sastavu voda se zadržava u njemu 10 dana i za to vrijeme uspijeva na njega prenijeti značajnu dozu zračenja.

Tricij je neophodan u reakcijama fuzije: koji teče tokom eksplozije hidrogenske bombe.

Mislim da će ona djeca koja danas tek uče puzati dostići razumnu dob da zadivljeno gledaju emisije sa prvih lansiranja ITER-a. A danas ćemo govoriti o gorivu koje je potrebno za termonuklearne reaktore, futurističkoj budućnosti Rusije i našem lunarnom programu.

Kakva je veza? Hajde da to shvatimo.

Podsjetimo se

Reakcija fuzije se odvija u termonuklearnom reaktoru, tj. Kao rezultat zagrijavanja, laka atomska jezgra se ubrzavaju i spajaju u teže jezgro atoma. Prilikom povezivanja oslobađa se more energije, zbog koje se sve pokreće.

Mnogo je poteškoća u zadatku projektiranja termonuklearnog reaktora, ali se one rješavaju. U Francuskoj je zajedničkim naporima nekoliko zemalja, uključujući Rusiju, već počela izgradnja spomenutog ITER-a. Ali već sam pisao o tome.

Jedna od poteškoća industrijskog lansiranja termonuklearnog reaktora je gorivo. Planirano je korištenje raznih opcija.

Deuterijum + tricijum

Ovo je najlakša opcija u smislu da se osigura nastavak reakcije. Deuterijum je teški vodonik. Nabaviti ga nije problem. Samo u vodi ima ga na desetine milijardi tona.Uzimamo vodu. Od njega dobijamo tešku vodu, a zatim deuterijum. Njegova proizvodnja na zemlji u ovom trenutku iznosi desetine hiljada tona godišnje. Mi to možemo uraditi.

Tricijum je teži. Tricijum je superteški vodonik. Nastaje u visokim slojevima atmosfere kada se čestice kosmičkog zračenja sudare sa jezgrima atoma. Kao što razumete, toga uopšte nema mnogo, a nije ga moguće uhvatiti na visini.

Stoga se tricij proizvodi na Zemlji u nuklearnim reaktorima. Zamislite, ukupno je od 1955. do 1999. godine, na primjer, u SAD-u primljeno 225 kg.

Naši reaktori su takođe u stanju da to urade. Jedan kilogram ove radosti košta skoro 2 milijarde rubalja.Odlična investicija? Da, nije ga bilo.

Problem je u tome što je poluživot tricijuma -12 i više godina. To znači da nakon 12 godina od 1 kg. tricijuma će ostati samo pola kilograma. Nije najbolji način da zadržite svoj novac.Za samo jedno lansiranje ITER-a potrebno je 3 kg. Za pokretanje nove generacije fuzijskog reaktora DEMO - 4-10 kg. A u svijetu sada ima samo 18 kg. ovu dobrotu.

Da, i žurim se radovati: radni termonuklearni reaktor s elektranom koja proizvodi gigavate električne energije potrošit će 56 kg (!) tritijuma za svaki gigavat * godine.

Gdje možete nabaviti toliko? Da, termonuklearna energija nije jeftina.

elegantno rešenje

Termonuklearna elektrana DEMO već će morati sama proizvoditi tricij za svoje potrebe, a još više za druge reaktore. Zapravo, ovo je jedna od svrha DEMO-a - da dokaže da reaktor može sebi obezbijediti tricijum i proizvesti višak. Kako to?

Tokom termonuklearne fuzije, jezgro helijuma i visokoenergetski neutron se dobijaju iz deuterija i tricijuma. Upravo taj neutron, koji juri brže od vjetra, mora napustiti elektromagnetnu komoru i udariti u metar dugu školjku od litijuma. Kada se sudare neutron i jezgro litijuma, pojavit će se tricij.

Pa, nikada nismo imali problema sa litijumom. Svi zainteresovani kako se miniraju mogu pogledati.

Pa, šta ako ne bude?

Ako se tricij ne može proizvesti u velikim količinama, onda je potreban samoj stanici? Šta ako je izlaz vrlo mali?Termonuklearna stanica nije čarobni štapić: napravljena je i to je to, problem potrošnje energije je riješen. Trebaće ih mnogo graditi širom planete.

Međutim, ako vam nije dosta samo tricijuma, umjesto njega možete koristiti helijum-3.

Deuterijum + helijum-3

Izuzetno teško, na granici moguće reakcije. A sve zbog nezamislivo visokih temperatura plazme koje se moraju postići. Ali ko je rekao da će biti lako?

Na izlazu, pri povezivanju atoma deuterija i helijuma 3, dobijaju se helijum 4, proton i 18,4 MeV.

Rešili smo problem sa deuterijumom. Ali sa Helijumom 3 problemi.U prirodi je u mantiju, tu leži od stvaranja zemlje. U atmosferu ulazi preko vulkana i svih vrsta rasjeda.Za sada ne možemo ništa da izvučemo iz plašta, a helijuma 3 je toliko malo u atmosferi da je to katastrofalan zadatak.Moramo ga dobiti umjetnim putem, na primjer, tokom raspada tricijuma.

A onda tricijum?! Da, ne, da je ovo jedina opcija, Helium 3 ne bi koštao 65 hiljada rubalja po litri.Postoji još jedna opcija za bombardiranje litijuma alfa česticama.

Ali u svakom slučaju, stvar je prilično skupa i komplicirana, a riječ je o kilogramima, a da ne govorimo o industrijskoj proizvodnji.

Gdje nabaviti helijum-3?

Naši sada lansiraju satelit za mapiranje površine Mjeseca.

Pravi se svemirska letjelica koja će letjeti u Zemljinu orbitu. Mnogi ljudi to rade, uključujući i nas. Ali naši inženjeri, iako zaostaju u lansirnim testovima, ipak planiraju poslati brod dalje od zemljine orbite - na Mjesec! Planirana je izgradnja lunarne baze.Šta nam dođavola treba od ovog komada kamena?

Činjenica je da je 10 miliona tona helijuma-3 akumulirano u lunarnom tlu - t neke potrebne i korisne supstance.

I ti si mislio da letimo na Mesec iz radoznalosti? Mi nismo tašti Amerikanci. Napravili su kampanju za odnose s javnošću na letu na Mjesec, a mi ćemo pokrenuti Helijum-3 u industrijskim razmjerima. Čak imamo i plan.

Plan

Do 2025. poslat ćemo 4 interplanetarne stanice na Zemljin satelit. Njihov zadatak će biti istraživanje polarnog regolita sa vodenim ledom, kao i traženje dobrog mjesta za bazu u blizini Južnog pola.

Sve do ranih 1930-ih, ekspedicije s ljudskom posadom išle su na Mjesec bez sletanja na površinu. 1930-ih i 1940-ih dogodit će se prva slijetanja na mjesečevu površinu i prvo postavljanje buduće infrastrukture baze.

Do 2050baza za biti!

I tamo ćemo vidjeti prve automatske mašine koje su ostavile trag na mjesečevom tlu. Buldožer roboti će od sirovina formirati nove lunarne planine, a postrojenje za obogaćivanje će raditi 24 sata dnevno i proizvoditi helijum-3. I samo će lansiranja međuplanetarnih teretnih brodova prekinuti tihu rutinu ovih radova.

I zaboga, i dalje ćemo grditi vladu u komentarima, uopće ne razmišljajući o putu struje od termonuklearnog reaktora do našeg uređaja.

Svaki hemijski element ima različite vrste prirodnog ili veštačkog porekla, koje se nazivaju izotopi. Razlika između njih leži u nejednakom broju neutrona u jezgrima i, posljedično, u atomskoj težini, kao iu stupnju stabilnosti. Što se tiče broja protona, on je isti, zahvaljujući čemu element, zapravo, ostaje sam. U ovom članku ćemo se osvrnuti na izotopi vodonika, najlakšeg i najzastupljenijeg elementa u svemiru. Moramo razmotriti njihova svojstva, ulogu u prirodi i obim praktične primjene.

Koliko varijanti ima vodonik

Odgovor na ovo pitanje ovisi o tome na koje se izotopi vodonika misli.

Za ovaj element ustanovljena su tri prirodna izotopska oblika: protij - laki vodonik, teški deuterijum i superteški tricijum. Svi se oni nalaze u prirodi.

Osim njih, postoje četiri umjetno sintetizirana izotopa: kvadijum, pentijum, heksijum i septijum. Ove sorte odlikuju se ekstremnom nestabilnošću, životni vijek njihovih jezgara izražava se u vrijednostima reda 10-22 - 10-23 sekunde.

Dakle, danas je poznato ukupno sedam izotopskih varijanti vodonika. Na tri od njih, koji su od praktične važnosti, obratićemo pažnju.

lagani vodonik

Ovo je najjednostavnije uređen atom. Protium izotopa vodika sa atomskom masom od 1,0078 amu. e. m. ima jezgro, koje uključuje samo jednu česticu - proton. Budući da je stabilan (teoretski, životni vijek protona se procjenjuje na najmanje 2,9 × 1029 godina), atom protijuma je također stabilan. Prilikom pisanja nuklearnih reakcija označava se kao 1H1 (donji indeks je atomski broj, odnosno broj protona, gornji indeks je ukupan broj nukleona u jezgri), ponekad je jednostavno p "proton".

Laki izotop je skoro 99,99% ukupnog vodonika; tek nešto više od stotog procenta otpada na druge forme. Protij je taj koji daje odlučujući doprinos rasprostranjenosti vodonika u prirodi: u Univerzumu u cjelini - oko 75% mase barionske materije i oko 90% atoma; na Zemlji - 1% mase i čak 17% atoma svih elemenata koji čine našu planetu. Općenito, protij (tačnije, proton kao jedna od glavnih komponenti Univerzuma) može se sa sigurnošću nazvati najvažnijim elementom. Pruža mogućnost termonuklearne fuzije u unutrašnjosti zvijezda, uključujući i Sunce, a zbog nje nastaju i drugi elementi. Osim toga, laki vodonik igra važnu ulogu u izgradnji i funkcioniranju žive tvari.

U molekularnom obliku, vodik ulazi u kemijske interakcije na visokim temperaturama, jer je potrebno puno energije da se podijeli njegov dovoljno jak molekul. Atomski vodonik karakteriše veoma visoka hemijska aktivnost.

Deuterijum

Teški izotop vodonika ima složenije jezgro koje se sastoji od protona i neutrona. Shodno tome, atomska masa deuterija je dvostruko veća - 2,0141. Prihvaćena oznaka je 2H1 ili D. Ovaj izotopski oblik je također stabilan, jer se u procesima snažne interakcije u jezgru proton i neutron stalno pretvaraju jedan u drugi, a potonji nemaju vremena da se raspadnu.

Na Zemlji, vodonik sadrži 0,011% do 0,016% deuterija. Njegova koncentracija je različita ovisno o okolišu: u morskoj vodi ima više ovog izotopa, a u sastavu, na primjer, prirodnog plina, znatno manje. Na drugim tijelima Sunčevog sistema, omjer deuterija i lakog vodonika može biti drugačiji: na primjer, led nekih kometa sadrži veću količinu teškog izotopa.

Deuterijum se topi na 18,6 K (laki vodonik na 14 K) i ključa na 23,6 K (odgovarajuća tačka za protijum je 20,3 K). Teški vodonik općenito pokazuje ista kemijska svojstva kao protij, tvoreći sve vrste spojeva karakterističnih za ovaj element, međutim, on također ima neke karakteristike povezane s ozbiljnom razlikom u atomskoj masi - uostalom, deuterijum je 2 puta teži. Treba napomenuti da se iz tog razloga izotopski oblici vodika odlikuju najvećim hemijskim razlikama od svih elemenata. Generalno, deuterijum se odlikuje nižim (5-10 puta) brzinama reakcije.

Uloga deuterija u prirodi

Teška jezgra vodonika učestvuju u srednjim fazama termonuklearnog ciklusa. Sunce sija zahvaljujući ovom procesu, u jednoj od faza u kojima nastali izotop vodika deuterijum, spajajući se s protonom, stvara helijum-3.

Voda, koja osim protijuma uključuje i jedan atom deuterija, naziva se poluteška i ima formulu HDO. U molekulu teške vode D2O, deuterijum u potpunosti zamjenjuje laki vodonik.

Tešku vodu karakteriše spor tok hemijskih reakcija, usled čega je u visokim koncentracijama štetna za žive organizme, posebno više, kao što su sisari, uključujući i čoveka. Ako se četvrtina vodika u sastavu vode zamijeni deuterijem, dugotrajna upotreba prepuna je razvoja neplodnosti, anemije i drugih bolesti. Prilikom zamjene 50% vodonika, sisari umiru nakon tjedan dana pijenja takve vode. Što se tiče kratkotrajnog povećanja koncentracije teškog vodonika u vodi, ono je praktično bezopasno.

Kako se proizvodi teški vodonik?

Najpogodnije je dobiti ovaj izotop u sastavu vode. Postoji nekoliko načina da se voda obogati deuterijumom:

• Rektifikacija je proces razdvajanja smjese na komponente koje ključaju na različitim temperaturama. Razdvajanje se postiže ponovnim isparavanjem i kondenzacijom mješavine izotopa u tekućem vodiku ili vodi na posebnoj opremi - destilacijskim kolonama, u kojima tokovi plinovite i tekuće faze idu u suprotnim smjerovima.
• elektrolitičko odvajanje. Metoda se temelji na činjenici da se tijekom elektrolize vode, svjetlosni izotop aktivnije odvaja od svojih molekula. Elektroliza se provodi u nekoliko faza.
• Jonska izotopska izmjena, u kojoj dolazi do međusobne zamjene jona različitih izotopa u sastavu reagensa. Trenutno je ova metoda koja koristi vodu i sumporovodik kao reakcione komponente najefikasnija i najekonomičnija.

Tritium

Superteški izotop vodonika, koji ima proton i dva neutrona u svom jezgru, ima atomsku masu od 3,016, otprilike tri puta veću od protijuma. Tricijum je označen simbolom T ili 3H1. Topi se i ključa na još višim temperaturama: 20,6 K i 25 K, respektivno.

Radi se o radioaktivnom nestabilnom izotopu s vremenom poluraspada od 12,32 godine. Nastaje kada su jezgra atmosferskih gasova, kao što je azot, bombardovana česticama kosmičkih zraka. Do raspadanja izotopa dolazi emisijom elektrona (tzv. beta raspad), dok jedan neutron u jezgru prolazi kroz transformaciju u proton, a hemijski element povećava svoj atomski broj za jedan, postajući helijum-3. U prirodi je tricijum prisutan u tragovima - vrlo je mali.

Superteški vodik nastaje u nuklearnim reaktorima teške vode kada se spori (toplinski) neutroni zarobe deuterijem. Dio je dostupan za ekstrakciju i služi kao izvor tricijuma. Osim toga, dobiva se kao produkt raspada litijuma kada se potonji ozrači toplinskim neutronima.

Tricijum se odlikuje malom energijom raspada i predstavlja opasnost od zračenja samo kada uđe u tijelo sa zrakom ili hranom. Gumene rukavice su dovoljne da zaštite kožu od beta zračenja.

Primjena izotopa vodika

Laki vodonik se koristi u mnogim industrijama: u hemijskoj industriji, gdje se koristi za proizvodnju amonijaka, metanola, hlorovodonične kiseline i drugih supstanci, u preradi nafte i metalurgiji, gdje je potreban za obnavljanje vatrostalnih metala iz oksida. Također se koristi u nekim fazama proizvodnog ciklusa (u proizvodnji čvrstih masti) u prehrambenoj i kozmetičkoj industriji. Vodik služi kao jedna od vrsta raketnog goriva i koristi se u laboratorijskoj praksi u nauci i industriji.

Deuterijum je neophodan u nuklearnoj energiji kao odličan moderator neutrona. Koristi se u tom svojstvu, kao i kao rashladno sredstvo u teškovodnim reaktorima koji omogućavaju upotrebu prirodnog uranijuma, što smanjuje troškove obogaćivanja. Takođe je, uz tricijum, komponenta radne smeše u termonuklearnom oružju.

Hemijska svojstva teškog vodonika omogućavaju njegovu upotrebu u proizvodnji lijekova kako bi se usporilo njihovo izlučivanje iz organizma. I, konačno, deuterijum (poput tricijuma) ima izglede kao gorivo u termonuklearnoj energiji.

Dakle, vidimo da su svi izotopi vodonika na ovaj ili onaj način "u poslu" kako u tradicionalnim tako iu visokotehnološkim, budućim orijentiranim granama inženjerstva, tehnologije i naučnih istraživanja.

Energija se oslobađa fisijom teških jezgara u reaktoru. Gdje je izvor ove energije? Zašto se oslobađa u trenutku kada se jezgro podijeli na dva dijela?

Jezgro uranijuma-235 sastoji se od 92 protona i 143 neutrona. Ovo nije jednostavna mehanička mješavina elementarnih čestica, kao, recimo, mješavina željeznih strugotina i sumpornog praha. Čestice koje sačinjavaju jezgro atoma vrlo su snažno vezane jedna za drugu takozvanim nuklearnim silama. Ova veza čestica u jezgri je mnogo miliona puta jača od veze koja postoji između atoma u molekulu bilo kojeg hemijskog jedinjenja. Zapalite iste željezne strugotine pomiješane sa sumporom, dobićete hemijsko jedinjenje - željezni sulfid. Za razgradnju svih molekula željeznog sulfida do atoma željeza i sumpora sadržanih u jednom gramu potrebna je energija u količini od oko jedne velike kalorije. A da bi se do elementarnih čestica uništila sva jezgra koja se nalaze u komadu uranijuma težine jednog grama, bila bi potrebna energija reda veličine 170 miliona velikih kalorija. Ova količina energije oslobađa se sagorevanjem skoro 20 tona benzina.

Neutroni i protoni u jezgrama različitih kemijskih elemenata vezani su jedni za druge na različite načine: u nekima su jači, u drugima su slabiji. Prilikom fisije jezgra uranijuma, kao što je već spomenuto, nastaju dva "fragmenta", koji su jezgra atoma u sredini periodnog sistema Mendeljejevljevih elemenata, na primjer, jezgra atoma barija i kriptona. Protoni i neutroni u ovim jezgrima povezani su zajedno jače nego što su bili vezani u jezgrima uranijuma ili drugih teških elemenata na kraju periodnog sistema. Uništenje jednog jezgra barijuma i jednog jezgra kriptona do elementarnih čestica (protona i neutrona) zahtijevalo bi deset posto više energije nego da se uništi jedno jezgro uranijuma.

Ako je za cijepanje jezgra na zasebne elementarne čestice potrebna određena određena energija, tada se pri formiranju jezgara iz tih čestica, prema zakonu održanja energije, mora osloboditi ista energija.

Podijelimo mentalno proces fisije jezgra uranijuma u dvije faze. Prva faza je uništavanje jezgra uranijuma u protone i neutrone; ovo troši energiju u iznosu od 170 miliona velikih kalorija po gramu čistog uranijuma. Druga faza je formiranje jezgara barijuma i kriptona od elementarnih čestica nastalih prilikom razaranja jezgara uranijuma. Ovaj proces je praćen oslobađanjem energije u iznosu od oko 190 miliona velikih kalorija. Kao rezultat izvođenja obje faze reakcije, dobiva se energetski dobitak od 20 milijuna velikih kalorija. Za dobijanje ove količine energije potrebno je sagoreti oko dve tone benzina. Tako se ispostavlja da je "kalorična vrijednost" uranijuma tokom njegove fisije dva miliona puta veća nego pri sagorijevanju benzina.

Objasnimo naše razmišljanje na sljedećem primjeru. Recimo da stojite na padini planine i crpite vodu iz bunara dubokog dva metra. Za svaki kilogram vode trošite rad od dva kilograma. Zatim ovu vodu sipate kroz otvor na turbinski točak, koji se nalazi pet metara ispod. Ako zanemarimo sve vrste gubitaka energije, onda će turbina obaviti posao jednak pet kilograma metara. Kao rezultat, dobijamo tri kilograma-metra više posla nego što trošimo.

Prilikom fisije jezgara teških elemenata, oni se ne raspadaju na pojedinačne elementarne čestice, već se samo cijepaju na dva dijela - fragmente. Unutar nastalih fragmenata trenutno se događa preuređenje elementarnih čestica; oni su gušće "pakirani" i taj proces je praćen oslobađanjem energije, te se više energije oslobađa nego što se troši na uništavanje teškog jezgra.

Proračuni pokazuju da se fisijom teških jezgara oslobađa samo dio energije pohranjene u jezgru. Značajno više energije se dobija ako se ista jezgra barijuma i kriptona sintetiziraju (sastave) direktno iz protona i neutrona. Tada ne morate trošiti energiju od 170 miliona velikih kalorija da uništite teška jezgra. U primjeru s vodom to bi odgovaralo činjenici da je nije potrebno izvlačiti iz bunara, već koristiti bazen, u kojem se voda nalazi na nivou gornjeg ruba oluka.

Ali za sintezu atomskih jezgara iz neutrona i protona, potrebno je prije svega imati na raspolaganju ove elementarne čestice. Ne nalaze se u prirodi u gotovom obliku. Mogu se dobiti samo umjetno. Međutim, neutroni i protoni izolirani u slobodnom stanju ne mogu se pohraniti za buduću upotrebu. Protoni su atomi protijuma lišeni jednog elektrona; u normalnim uslovima ne mogu postojati dugo vremena. Protoni će pronaći izgubljene elektrone i vratiti se u električno neutralne atome protijuma.

Neutroni lako prodiru u jezgra atoma i njima se hvataju. Osim toga, neutroni su radioaktivni. Životni vijek neutrona u slobodnom stanju je pitanje minuta. Ako je neutron uspio izbjeći hvatanje od strane jezgra, tada se spontano pretvara u proton i elektron. Odakle je došao elektron tokom radioaktivne transformacije neutrona? Činjenica je da su i neutron i proton u suštini ista elementarna čestica, samo što je u različitim energetskim stanjima. Da bi se naglasila zajedničkost ovih čestica, kada zajedno čine neku vrstu jezgra atoma, nazivaju se čak i jednim imenom - nukleoni. Tako kažu, na primjer, jezgro izotopa klora-35 sastoji se od 35 nukleona, bez podjele na protone i neutrone. Proces tranzicije neutrona u proton je spontani prijelaz sa višeg energetskog nivoa na niži; u isto vrijeme se „rađa“ elektron. Spontana tranzicija protona u neutron je nemoguća; to bi odgovaralo prijelazu sa niskog energetskog nivoa na viši, što je u suprotnosti sa zakonom održanja energije. Kamen koji leži na tlu nikada se neće podići sam od sebe, bez intervencije vanjske sile. S druge strane, ako se protonu izvana prenese potrebna količina energije, on se može pretvoriti u neutron, a taj čin prati pojava čestice slične elektronu, ali pozitivno nabijene. Zove se, kao što već znamo, pozitron. Tako ispada da iako u neutronima nema elektrona, a u protonima pozitrona, te se čestice oslobađaju prilikom njihove međusobne transformacije.

Dakle, ako je moguće dobiti neutrone i protone u slobodnom obliku, onda se oni moraju odmah koristiti za sintezu atomskih jezgara.

Uništavanje teških jezgara kao što je uranijum u elementarne čestice (nukleone) povezano je sa utroškom velike količine energije. Ali zar ne postoje takve jezgre u prirodi u kojima protoni i neutroni nisu međusobno povezani tako snažno kao u jezgri uranijuma? Ako su takve jezgre dostupne, tada bi prva mentalna faza reakcije - uništenje jezgra - zahtijevala manje energije. Vraćajući se na primjer sa bunarom i olukom, po mogućnosti treba tražiti plitki bunar.

Ovdje na scenu stupa vodonik sa svojim teškim izotopima i sada ne jednim, već dva.

Koju je ulogu imao deuterijum u radu nuklearnog reaktora? Njegova uloga je bila pomoćna - da uspori brze neutrone do termalnih brzina. Nije direktno učestvovao u oslobađanju nuklearne energije. U mnogim reaktorima, kao što već znate, ugljik u obliku grafitnih blokova, ili obična voda, uspješno se koriste kao moderatori neutrona. Postoje reaktori bez moderatora uopće - to su reaktori koji rade na brzim neutronima. U procesima s kojima ćemo se sada upoznati, izotopi vodika su od odlučujućeg značaja u oslobađanju nuklearne energije.

Pored teškog izotopa vodonika - deuterijuma, postoji i superteški izotop - tricijum; označava se slovom T. Pored protona, jezgro tricijuma uključuje ne jedan neutron, kao u deuterijumu, već dva (slika 13). Za razliku od deuterija

(bijeli krugovi označavaju protone, crni krugovi označavaju neutrone koji čine jezgra).

Polovina svih dostupnih atoma tricijuma raspadne se za 12,2 godine. Ovaj period nije dug, ali sasvim dovoljan da se tricijum uvek ima na zalihama u odgovarajućoj količini.

Tricijum je složeniji izotop vodonika. Po svojim se svojstvima razlikuje od protijuma više od deuterija.

Kao i prva dva izotopa, tricijum se može kondenzovati u tečnost. Tačka ključanja tečnog tricijuma je već 4,65 stepeni viša od tačke ključanja protijuma. Njegova toplota isparavanja je čak veća od toplote deuterijuma. Kada se tricij spoji s kisikom, nastaje voda, koja se naziva tricij ili superteška voda. Kao i deuterijum, tricijum, u kombinaciji sa izotopima protaja, deuterijuma i kiseonika, daje vodu različitog izotopskog sastava. Na tih devet vrsta vode koje je dao deuterijum, sada se dodaje isti broj novih, čiji molekuli uključuju atome tricijuma. Formule ovih molekula mogu se napisati na sljedeći način:

MSW16, LLP17 i LLP18.

Argumentirajući na isti način kao u slučaju fisije jezgri uranijuma (vidi str. 50), mi mentalno dijelimo proces na dvije faze: prva je uništavanje jezgara deuterijuma i tricijuma do pojedinačnih nukleona, druga je sinteza jezgra helijuma iz njih. Neutroni i protoni su povezani zajedno u jezgrima deuterija i tricijuma mnogo slabije nego u jezgrama helijuma. Dakle, uništavanje jezgri dva izotopa vodika troši ukupno manje energije nego što se oslobađa pri sintezi jednog jezgra helijuma iz nastalih elementarnih čestica. Proračun pokazuje da kada se iz jezgri deuterija i tricijuma formira samo jedan gram atoma izotopa helija-4, oslobađa se oko sto miliona velikih kalorija. To je pet puta veća energija oslobođena fisijom jednog grama uranijuma pod uticajem neutrona.

Da bi se izvršila reakcija fuzije jezgri helijuma, potrebno je jezgre deuterijuma i tricijuma dovesti u sudar. To je glavna poteškoća u izvođenju reakcije fuzije jezgri helijuma. Na kraju krajeva, oba sudarajuća jezgra su pozitivno nabijena, a električno, slično nabijena tijela se međusobno odbijaju. Da bi se savladale električne odbojne sile, potrebno je da jezgra na
položio veliku snagu. Kako uraditi? Očigledno je potrebno jezgrima prenijeti takvu energiju kretanja koja bi bila dovoljna da savlada odbojne sile koje djeluju između njih.

Prosječna brzina slučajnog kretanja čestica, a time i njihova energija, određena je temperaturom. Što je temperatura tijela viša, to je veća prosječna energija čestica, brže se kreću. To znači da se naši izotopi moraju zagrijati i zagrijati na vrlo visoku temperaturu, reda od milion stepeni pa čak i više. Samo na takvim temperaturama će energija čestica biti dovoljna da savlada električne sile odbijanja između jezgara. Ako se prisjetimo da je čak i na površini Sunca temperatura samo 6000 stepeni, onda postaje očigledna teškoća zagrevanja tela do milion stepeni. Jedini poznati izvor u naše vrijeme, uz pomoć kojeg je moguće postići takve temperature, je eksplozija atomske bombe, odnosno lančani proces fisije jezgri uranijuma ili plutonijuma. U zoni takve eksplozije deuterijum i tricijum će postojati u obliku plazme - medija koji se sastoji od "golih" atomskih jezgara bez elektronskih ljuski. U takvim uslovima, jezgra izotopa vodika dobijaju priliku da se spoje u jezgra helijuma kada se sretnu, odvija se takozvana termonuklearna reakcija. Ovaj ili sličan proces se dešava tokom eksplozije hidrogenske bombe.

Da bi se energija oslobođena tokom termonuklearnih reakcija koristila u miroljubive svrhe, potrebno je naučiti kako kontrolisati takve reakcije. Naučnici iz mnogih zemalja svijeta sada su zaokupljeni rješavanjem ovog veoma teškog problema. Velika istraživanja u ovom pravcu vrše se ovdje, u Sovjetskom Savezu. Uspješno rješenje ovog problema otklonit će sa čovječanstva brigu za potragom za novim izvorima energije i dovesti do neviđenog procvata nauke i tehnologije.

Samo dvije i po decenije dijeli nas od otkrića teške vode i vremena kada je ona dobijena u količinama koje staju na dno male epruvete. Za ovo kratko vrijeme teška voda je zauzela čvrsto mjesto u nuklearnoj energiji. Ispostavilo se da je to najbolji moderator za nuklearne reaktore, rad

Yushchikh na termalnim neutronima. Međutim, to nije najvažnije. Teška voda dobija glavni značaj u sprovođenju termonuklearnih reakcija. Za ove reakcije, prije svega, potrebno je imati dovoljno sirovina, odnosno deuterijuma i tricija. Atomi deuterijuma sastavni su dio molekula teške vode. Atomi tricijuma se mogu dobiti, kao što smo videli, iz atoma deuterija. Shodno tome, teška voda je izvor koji opskrbljuje potrebne elemente za realizaciju reakcije fuzije jezgri helijuma. Stoga se proizvodnja teške vode u mnogim zemljama svijeta danas odvija u velikim fabričkim razmjerima.

Da li ste upoznati sa instalacijama za pripremu otopljene vode, koje su 100 posto. neutralizirati (ili bliže) sadržaj deuterijuma i tricijuma? I mene je zanimala Muratovljeva instalacija, nažalost njegove koordinate nisu naznačene na vašem sajtu.

S poštovanjem, Sergey

Zdravo Sergej!

Takve tehnologije za duboko 100% prečišćavanje vode od deuterija i tricijuma još ne postoje. Postojeće tehnologije za prečišćavanje vode od teških izotopa omogućavaju prečišćavanje vode za 70-90% od deuterija i tricijuma. Sama obična voda za piće je samo 99,7% lake vode, čije molekule formiraju laki atomi vodonika i kiseonika. Kao nečistoća u svakoj prirodnoj vodi postoji i teška voda, koja je u svom čistom obliku otrov za sva živa bića.

Teška voda(deuterijum oksid) - ima istu hemijsku formulu kao i obična voda, ali umesto atoma vodika sadrži dva teška izotopa vodika - atoma deuterija. Formula teške vodikove vode obično se piše kao: D 2 O ili 2 H 2 O. Spolja, teška voda izgleda kao obična - bezbojna tečnost bez ukusa i mirisa, ali po svojim fizičko-hemijskim svojstvima i negativnim efektima na organizam, teška voda veoma se razlikuje od lake vode.

lagana voda Ovo je voda pročišćena od teške vode. Izotop vodonika, deuterijum, karakteriziran prisustvom "dodatnog" neutrona u jezgri, može formirati molekul vode s kisikom. Takva voda, u čijoj molekuli je atom vodika zamijenjen atomom deuterija, naziva se teška. Sadržaj deuterijuma u raznim prirodnim vodama je vrlo neujednačen. Može varirati od 0,03% (u odnosu na ukupan broj atoma vodika) - ovo je voda iz antarktičkog leda, najlakša prirodna voda - sadrži 1,5 puta manje deuterija od morske vode. Otopljeni snijeg i vode glečera u planinama i nekim drugim dijelovima Zemlje također sadrže manje teške vode od one koju obično pijemo.

Tona riječne vode sadrži 15 g teške vode u količini od 0,015%. Za 70 godina konzumacije 3 litre vode za piće dnevno, kroz ljudski organizam će proći oko 80 tona vode koja sadrži 10-12 kg deuterijuma i značajnu količinu izotopa vodonika koji su u korelaciji s tim - tricijum 3 H i kiseonik 18 O .

Tritium- beta radioaktivni element s vremenom poluraspada od 12,26 godina. Nastaje pod dejstvom tvrdog radio i neutronskog zračenja u reaktorima. U zemaljskim uslovima, tricijum nastaje u visokim slojevima atmosfere, gde se odvijaju prirodne nuklearne reakcije. To je jedan od proizvoda bombardiranja atoma dušika neutronima kosmičkog zračenja. Svake minute 8-9 atoma tritijuma padne na svaki kvadratni centimetar zemljine površine.

U malim količinama, superteška (tricij) voda pada na Zemlju kao dio padavina. U cijeloj hidrosferi postoji samo oko 20 kg T 2 0 u isto vrijeme.

tricijum voda raspoređeno je neravnomjerno: u kontinentalnim vodama je više nego u okeanima; ima ga više u polarnim okeanskim vodama nego u ekvatorijalnim. Po svojim svojstvima, superteška voda se još uočljivije razlikuje od obične vode: ključa na 104°C, smrzava se na 4...9°C i ima gustinu od 1,33 g/cm 3 .

Lista izotopa vodika ne završava se na tricijumu. Teži izotopi 4 H i 5 H, takođe radioaktivni, takođe su veštački dobijeni.

H 2 6 O, N 2 17 O, N 2 18 Oh HD 16 Oh HD 17 Oh HD 18 O, D 2 16 O, D 2 17 O, D 2 18 Oh

Dakle, postojanje molekula vode koje sadrže bilo koji od pet izotopa vodika u bilo kojoj kombinaciji je moguće.

Time se ne iscrpljuje složenost izotopskog sastava vode. Postoje i izotopi kiseonika. U periodičnom sistemu hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev navodi dobro poznati kiseonik 16 O. Postoje još dva prirodna izotopa kiseonika - 17 O i 18 O. U prirodnim vodama, u proseku, na svakih 10 hiljada atoma izotopa 16 O dolazi 4 atoma izotopa 17 O. izotopa i 20 atoma 18 O izotopa.

Po fizičkim svojstvima jako oksigenisana voda 1 H 2 18 O se manje razlikuje od uobičajenog od teškog vodonika. Nalazi se u običnoj vodi za piće u mnogo većoj koncentraciji od teške vode - otprilike 0,1%. Dobiva se uglavnom destilacijom prirodne vode i koristi se za izotopska istraživanja metabolizma.

Osim prirodnih, postoji šest umjetno stvorenih izotopa kisika. Kao i umjetni izotopi vodika, oni su kratkog vijeka i radioaktivni. Od toga: 13 O, 14 O i 15 O su laki, 19 O i 20 O su teški, a superteški izotop 24 O je dobijen 1970. godine.

Postojanje pet vodonika i devet izotopa kiseonika sugeriše da može postojati 135 izotopskih varijanti vode.Najčešće u prirodi je 9 stabilnih varijanti vode. Najveći deo prirodne vode - preko 99% - jeste protium voda- 1 H 2 16 O. Ima mnogo manje oksigeniranih voda: 1 H 2 18 O - desetine procenta. 1 H 2 17 O - stotinke ukupne količine prirodnih voda. Samo milioniti dio procenta je teška voda D 2 O, ali prirodne vode već sadrže primjetnu količinu u obliku 1 HDO teške vode.

Čak i rjeđe od D 2 O, postoji i devet radioaktivnih prirodnih vrsta vode koje sadrže tricijum.

Treba uzeti u obzir klasičnu vodu protium voda 1 H 2 16 O u svom čistom obliku, to jest bez najmanjih nečistoća preostalih 134 izotopskih varijanti. I iako sadržaj protiumske vode u prirodi znatno premašuje sadržaj svih drugih vrsta zajedno, čisti 1 H 2 16 O ne postoji u prirodnim uslovima. U cijelom svijetu takva voda se može naći samo u nekoliko posebnih laboratorija. Dobiva se na vrlo kompliciran način i čuva uz najveće mjere opreza. Za dobijanje čistog 1 H 2 16 O vrši se vrlo fino, višestepeno prečišćavanje prirodnih voda ili se sintetiše voda iz početnih elemenata 1 H 2 i 16 O, koji se prethodno temeljito pročišćavaju od izotopskih nečistoća. Takva voda se koristi u eksperimentima i procesima koji zahtijevaju izuzetnu čistoću hemijskih reagensa.

Naučnici vjeruju da Zemljino gravitacijsko polje nije dovoljno snažno da zadrži 1 N, a naša planeta postepeno gubi protij kao rezultat svoje disocijacije u međuplanetarni prostor. Procijum se brže isparava od teškog deuterija. Prema nekim studijama, deuterijum bi se trebao akumulirati u atmosferi i površinskim vodama tokom geološkog vremena.

Na našoj planeti odvija se gigantski proces isparavanja-kondenzacije kako bi se dobila protiumska voda i obogatili njeni oblaci i oblaci. U planinama od njih, na nekim padinama, teče pretežno deuterirana voda, na drugima - voda obogaćena protiumom. Kod životinja je izotopski sastav vode blizak onom kišnice u staništima. Za ljude, značajne prilagodbe ovoj zavisnosti vrše povrće i voće koje se uzgaja u drugim klimatskim i geografskim uslovima. Tako tropsko voće koje se uzgaja blizu ekvatora ima niže vrednosti od 2 H i 18 O. Sav deuterijum u običnoj vodi je u obliku HDO, a ne D 2 O. Etil alkohol je takođe dobar akumulator deuterijuma.

Sada je jasno zašto je toliko važno vodu pročišćavati od teških izotopa i prije svega od deuterijuma, tricijuma i 18 O. Međutim, donedavno nije postojalo efikasno prečišćavanje otpadne teške vode kontaminirane tricijumom i drugim teškim izotopima. . Stoga je odlaganje istrošene teške vode u nuklearnoj industriji predstavljalo ozbiljan ekološki problem koji je ometao uvođenje novih, efikasnijih tipova nuklearnih reaktora.

Ranije je na našem sajtu već bilo objavljeno o metodama industrijske proizvodnje vode sa smanjenim sadržajem deuterijuma vakuumskim zamrzavanjem-isparavanjem i metodama elektrolize... ..

Ovako značajna količina teških i radioaktivnih izotopa vodonika i kiseonika u sastavu vode, koja je matrica života, već početkom puberteta oštećuje njegove gene, izaziva razne bolesti, rak i pokreće starenje organizma.

Ogromna oštećenja genskog fonda radioaktivnim i teškim izotopima vodika i kisika u vodi mogu uzrokovati izumiranje biljnih, životinjskih i ljudskih vrsta. Prema mnogim naučnicima, čovjeku prijeti čak i izumiranje ako ne pređe na upotrebu lake vode osiromašene radioaktivnim i teškim izotopima 18 O i 2 H. Zbog toga su se početkom 21. stoljeća među naučnicima čuli glasovi o potpunom isključenju teških izotopa deuterijuma 2 H i kiseonika 18 O iz konzumirane vode za piće.

Uklanjanje teških izotopa deuterijuma i kiseonika iz obične vode za piće nije lak zadatak. Postiže se raznim fizičkim i hemijskim metodama - izmjenom izotopa, elektrolizom, vakuumskim zamrzavanjem praćeno odmrzavanje, rektifikacija, centrifugiranje. O ovim metodama se više puta raspravljalo na našoj web stranici.

Prvo industrijsko postrojenje za proizvodnju lake vode sa 30-35% nižim sadržajem deuterija i tricijuma stvorili su ukrajinski naučnici G.D. Berdyshev i I.N. Varnavsky zajedno sa Institutom za eksperimentalnu patologiju, onkologiju i radiobiologiju po imenu A.I. R. Kavetsky RAS Ukrajine. Ova jedinstvena instalacija omogućava proizvodnju leda iz izvorišne vode zamrzavanjem hladne pare ekstrahovane iz izvorske vode, nakon čega slijedi otapanje ovog leda u mediju infracrvenog i ultraljubičastog zračenja, mikrozasićenje otopljene vode posebnim plinovima i mineralima.

Istraživači su otkrili da su na temperaturi u rasponu od 0-1,8 °C, molekuli vode s deuterijumom i tricijem, za razliku od protiumske vode, u metastabilno-čvrstom neaktivnom stanju. Ovo svojstvo leži u osnovi frakcijske separacije lake i teške vode stvaranjem razrjeđivanja zraka iznad površine vode na ovoj temperaturi. Protium voda intenzivno isparava, a zatim je zarobljena u zamrzivaču, pretvarajući se u snijeg i led. Teška voda, koja je u neaktivnom čvrstom stanju i ima mnogo niži parcijalni pritisak, ostaje u rezervoaru za isparavanje izvorne vode zajedno sa solima teških metala otopljenih u vodi, naftnim derivatima, deterdžentima i drugim štetnim i toksičnim materijama.

Poznata je zavisnost pritiska pare na otvorenoj površini (ogledalu) vode o temperaturi pri normalnom pritisku. Dakle, na 0°C, pritisak pare je 4,6 mm Hg. Sa povećanjem temperature vode na +10 ° C, pritisak pare se povećava na 9,2 mm Hg, odnosno dva puta, a na 100 ° C odgovara 760 mm Hg. Proračun pokazuje da se povećanjem temperature od 0°C do 40°C pritisak pare iznad vodenog ogledala povećava 10 puta, a na 100°C - 160 puta. Intenzitet isparavanja lake i teške vode je u korelaciji u zavisnosti od temperature i razrjeđivanja iznad površine vode. Podaci dobijeni u laboratorijskim uslovima ukazuju na značajan uticaj temperature vode pre njenog isparavanja na sadržaj deuterijuma u otopljenoj vodi dobijenoj iz smrznute hladne pare.

Poznato je da voda iz snijega ili leda s niskim sadržajem deuterija ima biološki aktivna svojstva koja blagotvorno djeluju na sva živa bića - biljke, životinje i ljude. Biološka aktivnost otopljene vode još uvijek se može značajno povećati kombinacijom određenih utjecaja na nju, na primjer, mlazom ultraljubičastih zraka. U predloženom rješenju ultraljubičasto i infracrveno zračenje leda vrši se u procesu njegovog topljenja. To omogućava dobijanje otopljene vode u svojstvima sličnim otopljenoj vodi, na primjer, sunčevim zračenjem leda na planinskim vrhovima.

Na slici ispod prikazana je slika instalacije VIN-4 "Nadija" za proizvodnju ljekovite rastopljene vode za piće sa smanjenim sadržajem deuterijuma i tricijuma. U kućištu 1 nalazi se isparivač 2 za izvornu vodu sa uređajem za grijanje 3 i uređajem za hlađenje vode 4. Tu je i ventil 5 za dovod vode u isparivač i ventil b za ispuštanje vode. istrošeni ostatak obogaćen teškim izotopima vodika.

Šematski prikaz instalacije VIN-4 "Nadia" u dvije projekcije: duž - sl.1 i poprečno - sl.2.

Kućište 1 ima uređaj 7 za kondenzaciju i zamrzavanje hladne pare u obliku seta tankozidnih cijevnih elemenata koji su spojeni na pumpu za pumpanje rashladnog sredstva kroz njih. Uređaj 7, zajedno sa izvorima ultraljubičastog 8 i infracrvenog 9 zračenja, postavljen je iznad posude 10 za sakupljanje otopljene vode. Unutrašnja šupljina kućišta 1 spojena je razvodnom cijevi 11 na izvor ispuštanja zraka, na primjer, na prednju vakuum pumpu tipa VN-1MG. Osim toga, kućište 1 je opremljeno uređajem 12 za dovod pročišćenog zraka ili mješavine specijalnih plinova u njegovu unutrašnju šupljinu.

Postrojenje VIN-4 je opremljeno sistemom termičke kontrole u šupljini rezervoara za isparavanje 2 za kontrolu zadate temperature procesa isparavanja početno tretirane vode. U slučaju 1 nalaze se prozori za praćenje procesa isparavanja, smrzavanja hladne pare i topljenja leda -13 i 14. Rezervoar 10 je opremljen ventilima 15 za odvod otopljene vode i odvojkom 16 za spajanje na blok za formiranje konstrukcije. i svojstva otopljene vode 17. Blok 17 sadrži unutrašnju konusnu posudu 18 sa mineralima. Na izlazu iz posude 19 ugrađeni su filter 20 i odvodni ventil 21.

Princip rada instalacije je sljedeći. Iz vodovodne cijevi spremnik za isparavanje 2 se puni vodom i rashladno sredstvo se pumpa kroz uređaj 4. Nakon postizanja zadate temperature, koja ne prelazi +10°C, proces hlađenja vodom se zaustavlja. Kućište 1 je zapečaćeno i vazduh se ispumpava kroz cev P - da bi se stvorio vakuum u unutrašnjem volumenu instalacijskog kućišta. Stvaranje razrjeđivanja je praćeno najprije intenzivnim oslobađanjem u njemu otopljenih plinova iz cjelokupnog volumena izvorne vode i njihovim uklanjanjem, a zatim intenzivnim isparavanjem do ključanja vode, što se posmatra kroz prozore 13 i 14. Rezultirajuća hladna para se kondenzira i smrzava na površini kovrčavih elemenata zamrzivača 7. Kada debljina leda dostigne unaprijed određenu vrijednost, proces isparavanja se zaustavlja. Isključuje se prednja pumpa, uključuju se izvori ultraljubičastog 8 i infracrvenog 9 zračenja, a kroz uređaj 12 u šupljinu kućišta 1 se uvodi pročišćeni zrak ili posebno pripremljena kompozicija aktiviranih plinova; dovesti pritisak u kućištu 1 na nivo ili iznad atmosferskog. Ostatak vode u posudi 2, obogaćen teškim izotopima, izlijeva se kroz ventil 6 u posebne posude ili izlijeva. Kako se led ozrači i topi, otopljena voda ulazi u rezervoar 10, zatim u jedinicu 17 za formiranje strukture i svojstava otopljene vode. Prolazeći kroz minerale unutrašnjeg 18 i spoljašnjeg 19 konusnih rezervoara i dalje kroz filter 20, rastopljena voda završava svoj put, stičući posebna životvorna i lekovita svojstva.

Sličan uređaj za dobijanje biološki aktivne vode sa niskim sadržajem deuterija su 2000. godine dizajnirali ruski naučnici Sinyak Yu.E.; Gaidadymov V.B. i Grigoriev A.I. sa Instituta za biomedicinske probleme. Kondenzat ili destilat atmosferske vlage razgrađuje se u elektrolitičkoj ćeliji sa čvrstim elektrolitom za ionsku izmjenu. Nastali plinovi elektrolize pretvaraju vodu i kondenziraju. Elektroliza se izvodi na temperaturi od 60-80 o C. Elektrolitički vodonik se podvrgava izotopskoj izmjeni sa vodenom parom u vodiku na katalizatoru na bazi aktivnog ugljena koji sadrži 4-10% fluoroplasta i 2-4% paladijuma ili platine. Iz nastalog vodonika i kisika u elektrolizi, vodena para se uklanja prolaskom kroz membrane za ionsku izmjenu, plinovi elektrolize pročišćeni od deuterija se pretvaraju u vodu, potonja se dalje pročišćava i njena naknadna mineralizacija kontaktom s karbonatom koji sadrži kalcijum i magnezij. materijali, uglavnom dolomit.

U reaktoru za izmjenu izotopa D 2 /H 2 O koristi se PAH-SW aktivni ugalj, promoviran sa 2-4% paladija i 4-10% fluoroplasta na temperaturi elektrolize. Kroz katalizator se propušta elektrolitički vodonik, dolazi do izmjene izotopa D 2 /H 2 O sa vodenom parom u vodiku, nastalom na temperaturi elektrolize (60-80 o C). Ovo omogućava povećanje stepena izmene izotopa D 2 /H 2 O, koji raste sa smanjenjem temperature razmene izotopa, i isključivanje dodatnih troškova energije za isparavanje vode.

Uređaj sadrži elektrolitičku ćeliju sa čvrstim elektrolitom za ionsku izmjenu u sendviču između porozne anode i katode, pretvarač plinova elektrolize u vodu, kondenzator potonjeg i kolektor vode bez deuterijuma. Pored toga, uređaj je dodatno opremljen sušačem kiseonika, reaktorom za izmjenu izotopa D 2 /H 2 O i kondicionerom vode. Vanjski zidovi reaktora i sušara su formirani od membrana za izmjenu jona, osim toga, sušač kisika sadrži kationski izmjenjivač, a kondicioner vode je formiran od filtera sa stegnutim miješanim slojevima materijala za izmjenu jona, adsorbenta i mineralizator koji sadrži granulirane materijale kalcijum-magnezijum karbonata. U ovom slučaju se dobija voda za piće, duboko osiromašena deuterijumom, koji ima veliku biološku aktivnost.

Ova instalacija, koju su dizajnirali ruski naučnici, funkcioniše ovako. Pročišćeni kondenzat atmosferske vlage ili destilat ulazi u anodnu komoru ćelije sa čvrstim elektrolitom za izmjenu jona, gdje se proces elektrolize odvija na temperaturi od 60-80 o C. Kao rezultat nastaju kisik i vodik osiromašeni deuterijem. elektrolize sa vodenom parom dovode se u sušač kiseonika i u reaktor za izmjenu izotopa, čiji su vanjski bočni zidovi formirani od membrana za izmjenu jona. Hidrirana voda vodonikovih jona je prenesena kroz čvrsti katjonski izmjenjivački elektrolit i pod pritiskom ulazi u kolektor katolita. U katalitičkom reaktoru za izmjenu izotopa napunjenom aktivnim ugljenom koji sadrži 4-10% fluoroplasta i 2-4% paladijuma ili platine po težini, odvija se reakcija izmjene izotopa D 2 /H 2 O.

Nakon izotopske izmjene, vodik se suši iz vodene pare, koja se sorbira i uklanja kroz ionske izmjenjivače reaktora smještene na njegovim vanjskim bočnim stijenkama. Osušeni plinovi ulaze u pretvarač plinova elektrolize, u katalitički gorionik. Plamen baklje se šalje u kondenzator hlađen u kanalu sa vodom iz slavine, gdje se vodena para kondenzira i ulazi u klima uređaj radi naknadne obrade na sorpcionom filteru. Tada voda ulazi u kolektor vode osiromašen deuterijem. Hlađenje uređaja i rad jonoizmjenjivačkih membrana za sušenje elektroliznih plinova iz vodene pare vrši se ventilatorom.

Kondenzovana biološki aktivna voda sa smanjenim sadržajem deuterija podvrgnuta je sorpcionoj naknadnoj obradi na filteru sa mešanim slojem jonoizmenjivačkih materijala (jonski izmenjivači) i adsorbentom – aktivnim ugljenom. Kao jonski izmjenjivači korišteni su kationski izmjenjivač KU-13 Pch i anjonski izmjenjivač AV-17-1. Tokom sorpcionog naknadnog tretmana vode, volumetrijska brzina filtracije je održavana konstantnom, jednakom 1 zapremini sorpcionog filtera na sat. Nakon naknadne sorpcije, voda je mineralizovana na dolomitu. Rezultat čišćenja u tabelama 1 i 2.

Produktivnost instalacije za vodu sa smanjenom koncentracijom deuterija je 50 ml na sat. U uslovima nulte gravitacije na svemirskom brodu, preporučljivo je da se gasovi elektrolize pretvaraju u vodu u gorivnoj ćeliji, što isključuje procese razdvajanja gasa i tečnosti i omogućava da se energija proizvedena u gorivoj ćeliji vrati u sistem napajanja svemirske letelice.

nastavak na sledećoj stranici

Na slici ispod je shematski prikazan uređaj za dobivanje biološki aktivne vode za piće sa smanjenim sadržajem deuterijuma iz kondenzata ili destilata atmosferske vlage. Uređaj sadrži posudu 1 sa kondenzatom atmosferske vlage ili destilatom, koja je povezana sa anodnom komorom 2 ćelije sa jonoizmjenjivačkim elektrolitom. Ćelija sadrži porozne elektrode (anoda 2 i katoda 3) od titanijuma presvučene platinom. Kiseonik i vodonik nastali kao rezultat elektrolize sa vodenom parom kroz porozne elektrode ulaze u sušač kiseonika 4 i reaktor za izmjenu izotopa 5. Sušač kisika 4 je napunjen jonoizmenjivačkim kationskim izmjenjivačem. Vanjski zidovi sušare 4 su formirani od jonoizmenjivačkih membrana 6. Dolazni kiseonik se suši usled sorpcije jonoizmenjivačkim punilom (katjonski izmenjivač) i isparavanjem vodene pare kroz jonoizmenjivačke membrane 6. Osušeni gasovi ulaze u vodu. gasni gorionik 9. Zatim vodena para ulazi u kondenzator 10, a zatim u klima uređaj 11 na naknadnu obradu i mineralizaciju, nakon čega voda ulazi u kolektor vode osiromašene deuterijumom 12. Hlađenje aparata i rad sušara elektroliza gasova iz vode izvedena je ventilatorom 7.

Istraživanja biološke aktivnosti vode bez deuterija na višim biljkama i životinjama pokazala su da voda bez deuterija, prema jednofaznoj shemi obrade, ima pozitivnu biološku aktivnost:

Uočeno je povećanje količine biomase i sjemena tokom uzgoja Arabidopsis i brassica tokom punog ciklusa ontogeneze na proučavanim uzorcima vode sa promijenjenim izotopskim sastavom. Istovremeno, proizvodnja sjemena je povećana za 2-6 puta;

Utvrđeno je da sadržaj prepelica od 6 dana starosti do polne zrelosti na vodi bez deuterija dovodi do ubrzanog razvoja genitalnih organa (veličine i težine) i napredovanja u procesu spermatogeneze.

Tri godine naučnici su proučavali ovu vodu. Prvi eksperimenti su izvedeni na linearnim miševima sa inokuliranim Lewisovim karcinomom pluća. Reliktna voda je odgodila razvoj procesa raka i povećava otpornost životinja. Eksperimenti su izvedeni na 75 miševa starosti 3-3,5 mjeseca, koji su prema vrsti vode koja se proučava, podijeljeni u pet grupa od po 15 jedinki.

Dva pokazatelja zaslužuju posebnu pažnju: kašnjenje u metastazama i gubitak težine životinja tokom eksperimenta. Snažno stimulativno dejstvo reliktne vode na imunološki sistem životinja dovelo je do kašnjenja u razvoju metastaza za 40% (!) u odnosu na kontrolnu grupu, a gubitak težine kod životinja koje su pile reliktnu vodu do kraja je bio upola manji. eksperimenta.

Tada su istraživači otkrili mehanizme djelovanja reliktne vode na životinjski organizam - na disanje i oksidativnu fosforilaciju mitohondrija jetre miša, kao i na promjene u sastavu periferne krvi. Četiri sedmice nakon početka eksperimenta, povećanje broja eritrocita u jednom mililitru krvi kod miševa koji su pili reliktnu vodu iznosilo je 657.000 ćelija, a sadržaj hemoglobina je povećan za 1,54 g. Uočen je i jasan pozitivan učinak vode na parametre zasićenosti tkiva jetre kisikom: povećanje pO2 iznosilo je 15%, njen respiratorni potencijal se povećao 1,3 puta. Blagotvoran učinak reliktne vode na zdravlje miševa dokazan je njihovom povećanom otpornošću i debljanjem u odnosu na kontrolu. Da bismo se uvjerili u blagotvorno djelovanje reliktne vode na sva živa bića, ipak je bilo potrebno ispitati njeno djelovanje na rast i razvoj biljaka. Kao rezultat istraživanja sprovedenih na Institutu za kukuruz UAAE, ustanovljeno je da je stimulativno dejstvo reliktne vode na sadnice pšenice, lana, kukuruza uporedivo sa dejstvom stimulansa rasta biljaka kao što su fumaran i fumaran, dok relikt voda ima izraženije stimulativno dejstvo na sadnice suncokreta.

Studije biološke aktivnosti reliktne vode sa različitim sadržajem deuterijuma, dobijene na instalaciji VIN-7 "Nadija" na aktivnost spermatozoida, sprovedene su 1998. godine u Institutu za higijenu životne sredine i toksikologiju im. L. Medved iz Ministarstva zdravlja Ukrajine. U uzorcima reliktne vode iz instalacije VNN-7 „Nadija“, spermatozoidi duže zadržavaju svoju funkcionalnu aktivnost, a ona se povećava sa smanjenjem sadržaja deuterijuma u vodi. Ako uzmemo u obzir dobro poznatu činjenicu da je reprodukcija života povezana s potencijalom za vitalnu aktivnost zametnih stanica, tada će postati jasna važnost reliktne vode za buduće generacije.

Mediko-biološka svojstva reliktne vode proučavana su 1995. godine na Odsjeku za opću i molekularnu genetiku Kijevskog nacionalnog univerziteta. T. Shevchenko. Drosophila je živi model objekta opštepriznat u svjetskoj nauci za različite biološke i medicinske eksperimente. Trebalo je proučavati uticaj tri vrste vode na čitav ciklus nastanka i razvoja Drosophila melanogaster linije Oregon - na ovipoziciju, nicanje ličinki iz jaja, kukuljice iz larvi i odraslih (odraslih) iz kukuljica.

Po prvi put su otkriveni geroprotektivni (podmlađujući), radioprotektivni i antimutageni efekti izlaganja reliktnoj vodi sa smanjenim sadržajem deuterijuma za 5% na Drosophila tokom njenog razvoja.

Dobivši pozitivne rezultate eksperimenata na Drosophila, znanstvenici su nastavili istraživanja na toplokrvnim životinjama. Tome je doprinijelo i interesovanje stručnjaka za održavanje života kosmonauta (Institut za biomedicinske probleme, Moskva), koji su predali uzorke vode sa smanjenim (za 60%) sadržajem deuterijuma za uporedno proučavanje.

Godine 1998. rađena je studija o uticaju vode sa smanjenim sadržajem deuterijuma, dobijene tehnologijom elektrolize u Institutu za biomedicinske probleme, i vode dobijene vakuumskom tehnologijom na instalaciji VIN-7 "Nadija" na imunološki sistem. zamoraca.

Trebalo je utvrditi koja voda ima veću biološku aktivnost koja blagotvorno djeluje na imuni sistem - elektroliza, prečišćena od deuterijuma 60%, ili reliktna voda iz "Nadie" sa smanjenom koncentracijom deuterijuma za samo 9%?

Tokom procesa elektrolize, voda sa smanjenim sadržajem deuterijuma za 60% zadržava negativna svojstva destilovane vode (nedostatak mineralizacije, povećan sadržaj rastvorenih gasova, neuređena molekularna struktura vode). To je samo početni materijal za dobijanje vode za piće za astronaute.

Prednost procesa elektrolize je potencijalno uklanjanje deuterija (do 90%), pa se koristi za eksperimente na životinjama i biljkama.

Vakuumskom tehnologijom za proizvodnju vode sa smanjenim sadržajem deuterijuma dobija se mikromineralizovana voda za piće sa smanjenim sadržajem otopljenih gasova u njoj i uređene strukture poput leda.

Za eksperiment su naučnici uzeli 12 zrelih zamoraca. Kulturi limfocita kontrolne grupe 1 dodana je voda, po svojstvima slična fiziološkom rastvoru. Limfocitima 2. grupe dodavana je voda za elektrolizu. U trećoj grupi korištena je reliktna voda iz instalacije VIN-7 "Nadiya". Četvrtu grupu činila je teška voda sa 40% većim sadržajem deuterija.

Procjena imunološkog stanja životinja vršena je prema četiri testa prihvaćena u svjetskoj imunologiji: E-ROK – otkriva sposobnost vezivanja stranih ćelija; FG-NG - karakteriše sposobnost neutrofilnih granulocita (NG) za fagocitozu (PG); FG - MF - određuje sposobnost makrofaga (MF) za fagocitozu; četvrti test predstavlja ubistvenu aktivnost T-limfocita, njihovu sposobnost da ubiju sve ćelije tijela koje su promijenjene kao rezultat mutacije.

Uočen je značajan imunostimulirajući efekat, koji je dala reliktna voda iz instalacije VIN-7 "Nadija" (br. 3). Uprkos smanjenju deuterijuma od 9%, pokazao je najveći stimulativni efekat na imuni sistem zamoraca, nadmašujući vodu za elektrolizu (#2) sa smanjenjem deuterijuma od 60% u svim aspektima. Teška voda je snažno depresivno djelovala na imunitet životinja.

Kako voda osiromašena deuterijem utiče na životinje? Odgovor na ovo pitanje dao je akademik Ukrajine V.I. Badin. Izmjerio je dinamiku smanjenja sadržaja deuterijuma u tijelu 4-mjesečne teladi koja su hranjena vodom sa smanjenim sadržajem deuterijuma.

Za eksperiment su odabrana tri zdrava teleta stara 4 mjeseca. Svaka od njih bila je smještena u posebnu tezgu. Prije početka eksperimenta životinjama su uzeti uzorci urina, krvi i dlake. Životinje su mjerene radi određivanja težine. Telad su tokom eksperimenta hranjena sijenom (1,5-2 kg/dan) i krmnom smjesom (2 kg/dan). I hranjeni su pročišćenom vodom uz dodatak teške vode sa poznatim pomakom izotopa protijuma/deuterijuma.

Zatim, drugog, petog i sedmog dana eksperimenta, životinjama je uzet urin i krv u kojima je određen sadržaj deuterija, kao i makro- i mikroelemenata. Teladima su svakodnevno mjereni puls, brzina disanja i tjelesna temperatura. Tokom eksperimenta telad su pratili veterinar i specijalista za stoku.

Utvrđeno je da je koncentracija deuterija u urinu životinja prije početka eksperimenta bila približno jednaka koncentraciji deuterija u vodi moskovske regije.

Naučnici su došli do sljedećih zaključaka:

Konzumacija vode osiromašene deuterijem kod životinja dovodi do promjene izotopskog sastava vode u mokraći.

Konzumacija pročišćene vode od strane životinja dovela je do smanjenja koncentracije kalcija u urinu.

Registrovano je smanjenje sadržaja kalcijuma, magnezijuma i kadmijuma u liniji kose.

Došlo je do povećanja koncentracije kreenina u urinu i krvnom serumu uz održavanje omjera koncentracija u krvi/urinu.

Telad koja su pila vodu osiromašenu deuterijem razlikovala su se od obične teladi po okretnosti i velikoj pokretljivosti.

Izotopski efekat deuterija može aktivirati ili inhibirati biohemijske procese u tijelu. Međutim, sve dok se ne prikupe primarni podaci iz oblasti toksikologije deuterija, vrlo je opasno proučavati njegov učinak na ljude. Prvi korak u praktičnom korištenju vode osiromašene deuterijem može biti korištenje lake vode u ishrani osoblja za proizvodnju teške vode kao preventivna mjera.

U Rusiji se proizvode i analozi reliktne vode - voda sa niskim sadržajem deuterijuma, laka voda "Langvey" i laka voda "Protius", koja je okupila naučnike koji su svojevremeno radili u akademskim institucijama, i entuzijaste koji su odlučili da investiraju novac i trud u vodi budućnosti. Oni su sebi postavili cilj da stvore proizvodnju lake vode koja je efikasnija od postojećih zapadnih kolega.

Laka voda je nusproizvod proizvodnje teške vode, koja se koristi u nuklearnoj industriji kao moderator neutrona. Poslednjih godina, u vezi sa studijama koje dokazuju izuzetnu korisnost lake vode (vidi, na primer, www.langvey.ru) za ljudski organizam, posebno za prevenciju i lečenje karcinoma, pojavila se laka voda namenjena za piće. domaće tržište. Sadržaj deuterijuma u njemu, koji određuje njegovu kvalitetu i cijenu, varira od 25 ppm (milionitih dijelova) u koracima od 20-30 ppm. Zbog velikog radnog intenziteta proizvodnje, litar lake vode na tržištu košta od nekoliko desetina američkih dolara i više.

Prva kompanija koristi originalnu tehnologiju centrifugalno-vorteks metode tretmana vode, druga kompanija - tehnologiju dubinskog prečišćavanja vode od deuterijuma i tricijuma kolonskom rektifikacijom. Rektifikacija vode je složen proces prijenosa mase koji se provodi u protustrujnim kolonskim aparatima s kontaktnim elementima - mlaznicama ili pločama. U procesu destilacije vode dolazi do kontinuirane izmjene između molekula tekuće i parne faze koje se kreću jedna u odnosu na drugu.

U ovom slučaju, tečna faza je obogaćena komponentom višeg ključanja, a parna faza je obogaćena komponentom nižeg ključanja - teškom vodom i drugim teškim izotopima tricijuma 3 H i kiseonika 18 O. U većini slučajeva rektifikacija je izvode se u protustrujnim stubnim aparatima s različitim kontaktnim elementima - mlaznicama ili pločama. Proces prijenosa mase odvija se duž cijele visine stupa između flegma koji teče dolje i pare koja se diže prema gore. Za intenziviranje procesa prijenosa mase koriste se kontaktni elementi - mlaznice i ploče, što omogućava povećanje površine prijenosa mase. U slučaju upotrebe pakovanja, tečnost teče u tankom filmu preko njene površine, u slučaju upotrebe tacne, para prolazi kroz sloj tečnosti na površini tacna.

Rice. lijevo - Shema destilacijske kolone

Rice. desno - Eksperimentalna jedinica za destilaciju za deproteinizaciju obične vode, razvijena u Laboratoriji za odvajanje vodonikovih izotopa u Sankt Peterburgu. Fotografija sa sajtahttp://nrd.pnpi.spb.ru/lriv/home_rus.htm

Kolona za destilaciju se izračunava prema dijagramu ključanja vode za date parametre rektifikacije - sastav izvorne vode, ostatak destilacije, destilat, produktivnost i radni pritisak u koloni. Zatim se bira tip tacni, određuje se brzina pare, prečnik stuba, koeficijenti prenosa mase, visina stuba, hidraulički otpor tacni. Nakon toga se izračunavaju svojstva performansi, kao i ekonomski pokazatelji upotrebe kolone za destilaciju. U praksi, za dublje pročišćavanje vode od izotopa, ne koristi se jedna destilaciona kolona, ​​već čitav niz - baterija kolona od 20 odvojenih kolona.

Rice . Opšti pogled na bateriju destilacionih kolona za razdvajanje molekula vode na „lake“ i „teške“. Fotografija sa sajtawww.langvey.ru

Laka voda za piće "Langvey" proizvodi se sa različitim sadržajem zaostalog deuterija (od 125 do 50 ppm). Pakuje se u PET boce zapremine 0,55 l i 1,5 l) i namenjena je za piće i kuvanje. Na osnovu kliničkih ispitivanja sprovedenih u Ruskom naučnom centru za restorativnu medicinu i urortologiju i na Institutu za lepotu, lagana voda za piće "Langvey" preporučuje se kao dnevni napitak za normalizaciju metabolizma ugljenih hidrata i lipida, krvnog pritiska, korekciju telesne težine, poboljšanje funkcionisanja. gastrointestinalnog trakta, povećavajući brzinu izmjene vode i uklanjajući toksine iz tijela.

Table. Uporedne karakteristike lake vode za piće "Langvey" i mineralnih voda poznatih brendova

Naziv minerala vode

strH

Koncentracija glavnih jona, mg/l

Koncentrat- voki-toki deuterijum, ppm

Kationi

anjoni

Ca 2+

mg 2+

N / A +

K +

Fe 2+/3+

HCO 3 -

Cl -

F -

SO 4 2-

NO 3 -

langvey

Muscovy

Nije regulisano

Ova tehnologija omogućava prečišćavanje prirodne vode od deuterija do rekordnih vrijednosti od 1-2 ppm. Ovo je zaista hemijski čista laka voda datog izotopskog sastava. Osim toga, produktivnost pročišćavanja vode ovom metodom je za red veličine veća od bilo koje druge metode, što, shodno tome, smanjuje njenu cijenu. Uz masovnu proizvodnju lake vode, ona će u budućnosti postati dostupna svakom čovjeku.

Sada se radi na poboljšanju kvaliteta vode u svim zemljama svijeta. Međutim, postojeća postrojenja za prečišćavanje i tehnologije za prečišćavanje vode ne ispunjavaju svoje zadatke. Stoga su se pojavile različite metode i uređaji za izotopsko prečišćavanje vode za piće od deuterija. Uopšteno govoreći, svi ovi uređaji, ma koliko savršeno bilo pročišćavanje, ne mogu ništa učiniti s genetskom memorijom vode, koja se očituje u sposobnosti vode da zadrži trag djelovanja svih nečistoća, uključujući izotope, na svom molekularna struktura.

Ovo nije lak zadatak. Ipak, dugogodišnji rad, ogroman broj eksperimenata i tehnoloških konstrukcija doveli su naučnike do cilja: dobiti kristalno čistu laganu vodu dubinskog pročišćavanja od deuterija, optimalnog mineralnog sastava i prirodne strukture dobijene kao rezultat dubinske rektifikacije.

U budućim eksperimentima planirano je da astronauti u međuplanetarnim letovima u svemiru piju "laku vodu" - vodu iz koje su uklonjeni teški izotopi vodonika i kiseonika i koja ima pozitivne biološke efekte, a posebno štiti organizam od zračenja.

Kako je Yury Sinyak, profesor na Institutu za medicinske i biološke probleme, rekao na konferenciji u Moskvi posvećenoj razvoju sistema za održavanje života za svemirske letove, studije su pokazale da "laka voda", u kojoj nema deuterijuma i teškog kiseonika, ili je njihov sadržaj značajno smanjen, naprotiv, imaju niz korisnih bioloških svojstava.

U eksperimentima na Institutu za biomedicinske probleme pokazalo se da laka voda štiti od zračenja: miševi koji su primili značajnu dozu zračenja imali su duži životni vijek ako su pili laganu vodu.

Osim toga, otkrivena su i antitumorska svojstva lake vode - eksperimenti su pokazali da usporava rast određenih vrsta tumora.

Laka voda je po svojoj strukturi i sastavu složen proizvod koji ima polifiziološki učinak na ljudski organizam. S tim u vezi, važno je procijeniti uticaj na organizam prečišćavanja vode za piće od teških molekula uz održavanje svih ostalih komponenti vode na nivoima regulisanim higijenskim standardima. Uzimajući u obzir ulogu vode u organizmu i poznate izotopske efekte teške vode, kao i rezultate dobijene za laku vodu, može se očekivati ​​da ovakvo prečišćavanje može imati najveći uticaj na svojstva bioloških membrana, regulatornih sistema i energetski aparat žive ćelije. Dobro je poznato, na primjer, da se oslobađanje inzulina izazvano glukozom iz tkiva gušterače i Langerhansovih otočića inhibira pod utjecajem teške vode, a brzina preuzimanja kisika u ćelijskim mitohondrijama se smanjuje.

Laka voda je prirodna voda, delimično ili potpuno prečišćena od teške vode i zahvaljujući takvom prečišćavanju dobija jedinstvena svojstva.

Glavni učinak lagane vode za piće na ljudski organizam je postepeno smanjenje sadržaja deuterijuma u tjelesnim tekućinama zbog reakcija izmjene izotopa. Analizom dobijenih rezultata možemo reći da prečišćavanje tjelesne vode od teške vode uz pomoć lake vode za piće poboljšava funkcionisanje najvažnijih tjelesnih sistema.

Svakodnevna upotreba lagane vode za piće omogućava vam da prirodno smanjite sadržaj teške vode u ljudskom tijelu zbog reakcija izmjene izotopa. Ovakvo jedinstveno pročišćavanje normalizira rad ćelijskih membrana, poboljšava cjelokupno blagostanje, povećava efikasnost, povećava energetske resurse tijela i doprinosi brzom oporavku tijela nakon teških fizičkih napora.

Jedinstvena svojstva lagane vode za piće potvrđena su istraživanjima i kliničkim ispitivanjima.

Laka voda za piće:

normalizira metabolizam i krvni tlak;

smanjuje šećer u krvi kod pacijenata sa dijabetesom tipa II;

efikasno čisti organizam od toksina i toksina;

potiče brzo zacjeljivanje i obnovu koštanog i mišićnog tkiva nakon ozljeda;

ima protuupalni učinak;

pojačava učinak lijekova;

potiče korekciju težine;

- štiti ćelije od zračenja;

brzo uklanja znakove odvikavanja od alkohola;

Osnovna svojstva lake vode

Laka voda ima niži viskozitet od prirodne vode. To mu omogućava da lakše prodre kroz ćelijske membrane i poveća brzinu izmjene vode u tijelu.

Rastvorljivost supstanci u laganoj vodi veća je nego u prirodnoj, što joj omogućava da potpunije i brže ukloni metaboličke produkte iz organizma, dok ga čisti od soli teških metala, toksina i drugih štetnih materija.

Brzina enzimskih (katalitičkih) reakcija u laganoj vodi je veća nego u običnoj vodi. To vam omogućava intenziviranje metaboličkih procesa i pomaže tijelu da se brže oporavi nakon teških opterećenja.

Lagana voda vam omogućava da prirodnim putem, bez upotrebe bilo kakvih lijekova, značajno povećate energetske resurse tijela. Kako su pokazale studije membranološke laboratorije Naučnog centra za zdravlje djece Ruske akademije medicinskih nauka, nivo ATP-a u ćelijama se značajno povećava (za 30%) u laganoj vodi. U ovom slučaju, stanice se aktivnije odupiru učincima različitih otrova na njih. Dakle, kada je ćelija izložena hemikalijama koje inhibiraju ćelijsko disanje, stopa preživljavanja ćelija u laganoj vodi nakon jednog sata je 2 puta veća nego u bidestilatu.

Kada su životinje bile izložene γ-zračenju u dozi od LD50, ustanovljeno je da je stopa preživljavanja životinja koje su konzumirale laganu vodu 15 dana prije zračenja bila 2,5 puta veća nego u kontrolnoj grupi, što ukazuje na jaka radioprotektivna svojstva svjetlosti. vode. To znači da je upotreba "lake" vode za stanovnike velikih gradova, u uslovima povećanog pozadinskog zračenja, svakako korisna.

Dakle, spektar djelovanja lake vode je vrlo širok. Činjenica je da redovnom konzumacijom lake vode dolazi do postepenog pročišćavanja cijelog tijela od teške vode. To je praćeno povećanjem funkcionalne aktivnosti ćelija, organa i različitih tjelesnih sistema. Dolazi do normalizacije metaboličkih procesa, povećava se obrambena snaga organizma i otpornost na štetne učinke. Brzina prečišćavanja tijela od teške vode ovisi o tjelesnoj težini osobe i količini potrošene lake vode.

S poštovanjem,

dr.sc. O.V. Mosin