Διάφορες μορφές υδρογόνου. Ισότοπα υδρογόνου: ιδιότητες, χαρακτηριστικά και εφαρμογές

Σχηματίζει τρία ισότοπα με μαζικούς αριθμούς 1, 2, 3:

() - δευτέριο;

() - τρίτιο.

Στη φύση, το υδρογόνο βρίσκεται με τη μορφή πρωτίου (99,98%). Το 0,0156% του φυσικού υδρογόνου αντιστοιχεί στο μερίδιο του «βαρέως» υδρογόνου - δευτερίου, η μάζα του οποίου είναι διπλάσια από τη μάζα του πρωτίου. Το πρωτίου και το δευτέριο δεν είναι ραδιενεργά.

Το δευτέριο ελήφθη αρχικά με τη μορφή βαρέος νερού D 2 O με ηλεκτρόλυση φυσικού νερού.

Το βαρύ νερό D 2 O είναι νερό που σχηματίζεται από άτομα δευτερίου. Σύμφωνα με τους δικούς τους ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣδιαφορετικό από το H 2 O:

Επί του παρόντος, το δευτέριο λαμβάνεται από ένα φυσικό μείγμα με ανταλλαγή ισοτόπων μεταξύ νερού και υδρόθειου: Για να ληφθεί 1 λίτρο βαρέος νερού απαιτούνται 41 τόνοι νερό και 135 τόνοι υδρόθειο.

Οι χημικές αντιδράσεις στο βαρύ νερό προχωρούν πιο αργά από ότι στο συνηθισμένο νερό· οι δεσμοί υδρογόνου που περιλαμβάνουν δευτέριο είναι κάπως ισχυρότεροι από το συνηθισμένο. Το βαρύ νερό είναι τοξικό. Το βαρύ νερό έχει επιζήμια επίδραση στα ζώα και στον άνθρωπο. Για παράδειγμα, η αντικατάσταση 1/3 H 2 O με D 2 O οδηγεί σε στειρότητα, ανισορροπία υδατανθράκων και αναιμία.

Ωστόσο, ορισμένοι μικροοργανισμοί μπορούν να ζουν σε 70% βαρύ νερό (πρωτόζωα) και ακόμη και σε καθαρό βαρύ νερό (βακτήρια). Ένα άτομο μπορεί να πιει ένα ποτήρι βαρύ νερό χωρίς καμία ορατή βλάβη στην υγεία· όλο το δευτέριο θα αφαιρεθεί από το σώμα σε λίγες μέρες. Από αυτή την άποψη, το βαρύ νερό είναι λιγότερο τοξικό από, για παράδειγμα, το επιτραπέζιο αλάτι.

Το βαρύ νερό είναι βιομηχανικό προϊόν και διατίθεται σε μεγάλες ποσότητες. Η παραγωγή βαρέος νερού είναι πολύ ενεργοβόρα, επομένως το κόστος του είναι αρκετά υψηλό (περίπου 200 - 250 δολάρια ανά κιλό).

Οι πυρήνες του δευτερίου έχουν πυρηνικό σπιν 1, γι' αυτό και η χρήση βαρέος νερού και άλλων δευτεριωμένων διαλυτών (δευτεροχλωροφόρμιο CDCl 3) στη φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού σχετίζεται με αυτό. Το βαρύ νερό χρησιμοποιείται στην πυρηνική τεχνολογία ως μετριαστής των γρήγορων νετρονίων, καθώς μειώνει γρήγορα την ενέργεια των νετρονίων πυρηνική διάσπαση, και επίσης λόγω του γεγονότος ότι το δευτέριο έχει χαμηλότερη διατομή δέσμευσης νετρονίων (δεν απορροφά νετρόνια) από το υδρογόνο, και επομένως μειώνει σημαντικά τη ροή νετρονίων.

Το δευτέριο χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη μηχανισμών αντίδρασης και σε κινητικές μελέτες.

Το τρίτιο διαφέρει από τα άλλα ισότοπα στο ότι είναι ραδιενεργό. Στη φύση, το τρίτιο υπάρχει σε πολύ μικρές ποσότητες. Η φυσική περιεκτικότητα του τριτίου είναι 1 άτομο ανά 10 18 άτομα υδρογόνου, αυτό είναι το αποτέλεσμα πυρηνικών αντιδράσεων που συμβαίνουν υπό την επίδραση του νερού κοσμικές ακτίνεςστην ανώτερη ατμόσφαιρα:

Μετά από θερμική δοκιμή πυρηνικά όπλα(1954), οι συγκεντρώσεις τριτίου αυξήθηκαν εκατοντάδες φορές, αλλά τώρα έχουν μειωθεί ως αποτέλεσμα της απαγόρευσης των δοκιμών ατμοσφαιρικών πυρηνικών όπλων. Χαμηλή περιεκτικότητα σε τρίτιο φλοιός της γηςεξηγείται και από τη ραδιενέργεια του με χρόνο ημιζωής 12,35 χρόνια . ΣΕ τα τελευταία χρόνιαη κύρια πηγή τεχνογενούς τριτίου στο περιβάλλον έχει γίνει εργοστάσια πυρηνικής ενέργειας, που απελευθερώνουν ετησίως αρκετές δεκάδες κιλά τριτίου.

Επί του παρόντος, το τρίτιο παράγεται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες με ακτινοβολία λιθίου με νετρόνια: .

Το λίθιο χρησιμοποιείται με τη μορφή κράματος με μαγνήσιο ή αλουμίνιο, το οποίο διατηρεί πολύ τρίτιο, το οποίο απελευθερώνεται όταν το ακτινοβολημένο κράμα διαλύεται σε οξύ.

ΣημείωσηΟ πιο βολικός τρόπος αποθήκευσης τριτίου είναι η μετατροπή του σε UT 3 μέσω αντίδρασης με λεπτώς θρυμματισμένο ουράνιο. Το τρίτιο απελευθερώνεται εύκολα από αυτή την ένωση όταν θερμαίνεται πάνω από 400 ºС.

Το βαρύ νερό T 2 O με βάση το τρίτιο είναι εξαιρετικά ραδιενεργό. Ως εκ τούτου, συνήθως χρησιμοποιούνται αραιά διαλύματα που περιέχουν 1% νερό τριτίου. Το τρίτιο είναι ένας καθαρός β-εκπομπός χωρίς καμία πρόσμειξη του γ-συστατικού, επομένως είναι σχετικά ασφαλής, καθώς τα σωματίδια β έχουν χαμηλή διεισδυτική ικανότητα και επομένως συγκρατούνται από ένα φύλλο χαρτιού ή ένα στρώμα αέρα 3 mm. Το τρίτιο είναι ένα από τα λιγότερο τοξικά ραδιοϊσότοπα.

Το τρίτιο μπορεί να χρησιμεύσει ως ραδιενεργός ανιχνευτής για τη μελέτη διαφόρων φυσικές διαδικασίες. Η ανάλυση του ατμοσφαιρικού τριτίου παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για τις κοσμικές ακτίνες. Και τρίτιο μέσα ιζηματογενή πετρώματαμπορεί να υποδηλώνει κινήσεις αέρα και υγρασίας στη Γη.

Ο πλουσιότερος φυσικές πηγέςτρίτιο - βροχή και χιόνι, αφού σχεδόν όλο το τρίτιο που σχηματίζεται υπό την επίδραση των κοσμικών ακτίνων στην ατμόσφαιρα περνά στο νερό. Η ένταση της κοσμικής ακτινοβολίας ποικίλλει ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος, επομένως η βροχόπτωση, για παράδειγμα, στην κεντρική Ρωσία μεταφέρει πολλές φορές περισσότερο τρίτιο από τις τροπικές βροχές. Και υπάρχει πολύ λίγο τρίτιο στις βροχές που πέφτουν πάνω από τον ωκεανό, αφού η πηγή τους είναι βασικά η ίδια νερό του ωκεανού, και έχει λίγο τρίτιο.

Είναι σαφές ότι ο βαθύς πάγος της Γροιλανδίας ή της Ανταρκτικής δεν περιέχει καθόλου τρίτιο - έχει από καιρό αποσυντεθεί εντελώς εκεί. Γνωρίζοντας τον ρυθμό σχηματισμού τριτίου στην ατμόσφαιρα, είναι δυνατό να υπολογίσουμε πόσο καιρό παραμένει η υγρασία στον αέρα - από τη στιγμή που εξατμίζεται από την επιφάνεια μέχρι να πέσει με τη μορφή βροχής ή χιονιού. Αποδείχθηκε ότι, για παράδειγμα, στον αέρα πάνω από τον ωκεανό αυτή η περίοδος είναι κατά μέσο όρο 9 ημέρες.

Τις περισσότερες φορές, το τρίτιο χρησιμοποιείται ως ιχνηθέτης στη μελέτη των μηχανισμών αντίδρασης και της κινητικής τους.

Το συνθετικό τρίτιο είναι σχετικά φθηνό και χρησιμοποιείται σε επιστημονική έρευνακαι στη βιομηχανία. Τα φωτεινά χρώματα τριτίου χρησιμοποιούνται ευρέως και εφαρμόζονται σε καντράν οργάνων. Από την άποψη της ακτινοβολίας, αυτές οι ελαφριές ενώσεις είναι λιγότερο επικίνδυνες από τις παραδοσιακές ενώσεις ραδίου. Τέτοιες ελαφριές συνθέσεις μόνιμη δράσηχρησιμοποιείται για την κατασκευή δεικτών, ζυγών οργάνων κ.λπ. Στην παραγωγή τους καταναλώνονται ετησίως εκατοντάδες γραμμάρια τριτίου.

Το τρίτιο υπάρχει επίσης στο ανθρώπινο σώμα. Εισέρχεται με τροφή, με εισπνεόμενο αέρα και μέσω του δέρματος. Είναι ενδιαφέρον ότι το αέριο T 2 είναι 500 φορές λιγότερο τοξικό από το νερό τριτίου T 2 O. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι το μοριακό τρίτιο, εισερχόμενο στους πνεύμονες με αέρα, στη συνέχεια απελευθερώνεται γρήγορα (σε περίπου 3 λεπτά) από το σώμα, ενώ το τρίτιο στο το νερό της σύνθεσης παραμένει σε αυτό για 10 ημέρες και σε αυτό το διάστημα καταφέρνει να του μεταφέρει μια σημαντική δόση ακτινοβολίας.

Το τρίτιο είναι σημαντικό στις αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης: που συνέβη κατά την έκρηξη βόμβας υδρογόνου.

Νομίζω ότι αυτά τα παιδιά που μόλις σήμερα μαθαίνουν να μπουσουλάνε θα φτάσουν σε μια σημαντική ηλικία για να παρακολουθούν με θαυμασμό τις εκπομπές από τις πρώτες εκκινήσεις του ITER. Και σήμερα θα μιλήσουμε για το καύσιμο που απαιτείται για τους θερμοπυρηνικούς αντιδραστήρες, το φουτουριστικό μέλλον της Ρωσίας και το σεληνιακό μας πρόγραμμα.

Τι σύνδεση; Ας το καταλάβουμε.

Ας θυμηθούμε

Σε έναν θερμοπυρηνικό αντιδραστήρα, συμβαίνει μια αντίδραση σύντηξης, δηλ. Οι ελαφροί ατομικοί πυρήνες, ως αποτέλεσμα της θέρμανσης, επιταχύνονται και συνδυάζονται σε έναν βαρύτερο ατομικό πυρήνα. Κατά τη διάρκεια της σύνδεσης, απελευθερώνεται μια θάλασσα ενέργειας, για χάρη της οποίας ξεκινούν όλα.

Υπάρχουν πολλές δυσκολίες στο έργο του σχεδιασμού ενός θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα, αλλά επιλύονται. Στη Γαλλία, οι κοινές δυνάμεις πολλών χωρών, συμπεριλαμβανομένης της Ρωσίας, έχουν ήδη ξεκινήσει την κατασκευή του αναφερόμενου ITER. Αλλά έγραψα ήδη για αυτόν.

Μία από τις δυσκολίες στην εμπορική εκτόξευση ενός αντιδραστήρα σύντηξης είναι το καύσιμο. Σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθούν διάφορες επιλογές.

Δευτέριο + τρίτιο

Αυτή είναι η ευκολότερη επιλογή από την άποψη της εξασφάλισης της εξέλιξης της αντίδρασης. Το δευτέριο είναι βαρύ υδρογόνο. Το να το πάρεις δεν είναι πρόβλημα. Υπάρχουν δεκάδες δισεκατομμύρια τόνοι από αυτό μόνο στο νερό.Ας πάρουμε νερό. Λαμβάνουμε βαρύ νερό από αυτό και μετά δευτέριο. Η παραγωγή του στη γη αυτή τη στιγμή είναι δεκάδες χιλιάδες τόνοι ετησίως.Μπορούμε να το κάνουμε.

Με το τρίτιο είναι πιο δύσκολο. Το τρίτιο είναι υπερβαρύ υδρογόνο. Σχηματίζεται σε υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας όταν σωματίδια κοσμικής ακτινοβολίας συγκρούονται με ατομικούς πυρήνες. Όπως καταλαβαίνετε, δεν σχηματίζεται πολύ από αυτό, και δεν είναι δυνατόν να το πιάσετε σε υψόμετρο.

Επομένως, το τρίτιο παράγεται στη γη σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Φανταστείτε, από το 1955 έως το 1999, για παράδειγμα στις ΗΠΑ, αποκτήθηκαν 225 κιλά.

Οι αντιδραστήρες μας μπορούν επίσης να το κάνουν αυτό. Ένα κιλό αυτής της χαράς κοστίζει σχεδόν 2 δισεκατομμύρια ρούβλια.Μεγάλη επένδυση; Δεν ήταν όμως έτσι.

Το πρόβλημα εδώ είναι ότι ο χρόνος ημιζωής του τριτίου είναι λίγο περισσότερο από 12 χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι μετά από 12 χρόνια από 1 κιλό. Θα μείνει μόνο μισό κιλό τρίτιο. Δεν είναι ο καλύτερος τρόπος για να αποθηκεύσετε τα χρήματά σας.Μόνο μια εκτόξευση ITER θα απαιτήσει 3 κιλά. Για την εκτόξευση του θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα DEMO επόμενης γενιάς - 4-10 kg. Και στον κόσμο τώρα υπάρχουν μόνο 18 κιλά. αυτή η καλοσύνη.

Ναι, και βιάζομαι να σας ευχαριστήσω: ένας ενεργός θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας με εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει γιγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας θα καταναλώνει 56 κιλά (!) τριτίου για κάθε γιγαβάτ*έτος.

Που μπορώ να πάρω τόσα πολλά; Ναι, η θερμοπυρηνική ενέργεια δεν είναι φθηνή προσπάθεια.

Κομψή λύση

Ήδη η θερμοπυρηνική εγκατάσταση DEMO θα πρέπει να παράγει τρίτιο για τις δικές της ανάγκες και ακόμη περισσότερο για άλλους αντιδραστήρες. Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ένας από τους σκοπούς του DEMO - να αποδείξει ότι ο αντιδραστήρας μπορεί να εφοδιαστεί με τρίτιο και να παράγει πλεόνασμα. Πως και έτσι?

Κατά τη διάρκεια της θερμοπυρηνικής σύντηξης, το δευτέριο και το τρίτιο παράγουν έναν πυρήνα ηλίου και ένα νετρόνιο υψηλής ενέργειας. Αυτό το ίδιο νετρόνιο, που ορμάει πιο γρήγορα από τον άνεμο, πρέπει να φύγει από τον ηλεκτρομαγνητικό θάλαμο και να χτυπήσει το κέλυφος λιθίου μήκους ενός μέτρου. Όταν ένα νετρόνιο συγκρούεται με έναν πυρήνα λιθίου, εμφανίζεται τρίτιο.

Λοιπόν, ποτέ δεν είχαμε κανένα πρόβλημα με το λίθιο. Όποιος ενδιαφέρεται για το πώς εξορύσσεται μπορεί να ρίξει μια ματιά.

Λοιπόν, τι γίνεται αν δεν συμβαίνει;

Τι γίνεται αν το τρίτιο δεν μπορεί να παραχθεί σε μεγαλύτερες ποσότητες από αυτές που χρειάζεται ο ίδιος ο σταθμός; Τι γίνεται αν ο όγκος εξόδου είναι πολύ μικρός;Ένας θερμοπυρηνικός σταθμός δεν είναι ένα μαγικό ραβδί: ένας κατασκευάζεται και αυτό είναι όλο, το πρόβλημα της κατανάλωσης ενέργειας έχει λυθεί. Θα χρειαστεί να κατασκευαστούν πολύ σε όλο τον πλανήτη.

Ωστόσο, εάν δεν είστε ικανοποιημένοι με το τρίτιο μόνο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αντί αυτού ήλιο-3.

Δευτέριο + ήλιο-3

Μια εξαιρετικά σύνθετη αντίδραση, στο όριο του δυνατού. Και όλα αυτά λόγω των αφάνταστα υψηλών θερμοκρασιών πλάσματος που πρέπει να επιτευχθούν. Αλλά ποιος είπε ότι θα ήταν εύκολο;

Στην έξοδο, όταν συνδυάζονται άτομα δευτερίου και ηλίου 3, ηλίου 4, λαμβάνονται ένα πρωτόνιο και 18,4 MeV.

Έχουμε λύσει το πρόβλημα με το δευτερίου. Υπάρχουν όμως 3 προβλήματα με το Ήλιο.Στη φύση, βρίσκεται στο μανδύα· βρίσκεται εκεί από τη δημιουργία της γης. Εισέρχεται στην ατμόσφαιρα μέσω ηφαιστείων και όλων των ειδών τα ρήγματα.Δεν ξέρουμε ακόμη πώς να εξαγάγουμε τίποτα από τον μανδύα, και υπάρχει τόσο λίγο Ήλιο 3 στην ατμόσφαιρα που αυτό είναι ένα καταστροφικό έργο.Πρέπει να ληφθεί τεχνητά, για παράδειγμα, από τη διάσπαση του τριτίου.

Και εδώ είναι το τρίτιο;! Όχι, αν αυτή ήταν η μόνη επιλογή, το Helium 3 δεν θα κόστιζε 65 χιλιάδες ρούβλια ανά λίτρο.Μια άλλη επιλογή είναι να βομβαρδίσετε το λίθιο με σωματίδια άλφα.

Αλλά σε κάθε περίπτωση, το θέμα είναι αρκετά δαπανηρό και πολύπλοκο, και μιλάμε για κιλά, για να μην αναφέρουμε τη βιομηχανική παραγωγή.

Πού μπορώ να πάρω Ήλιο-3;

Οι δικοί μας εκτοξεύουν τώρα έναν δορυφόρο για τη χαρτογράφηση της σεληνιακής επιφάνειας.

Ένα διαστημόπλοιο κατασκευάζεται για να πετάξει στην τροχιά της Γης. Πολλοί άνθρωποι το κάνουν αυτό, μεταξύ των οποίων και εμείς. Αλλά οι μηχανικοί μας, αν και υστερούν όσον αφορά τις δοκιμές εκτόξευσης, σχεδιάζουν να στείλουν το πλοίο πιο μακριά από την τροχιά της Γης - στη Σελήνη! Υπάρχουν σχέδια για την κατασκευή μιας σεληνιακής βάσης.Τι στο διάολο θέλουμε από αυτό το κομμάτι πέτρας;

Το θέμα είναι ότι στο σεληνιακό έδαφοςσυσσώρευσε 10 εκατομμύρια τόνους Ηλίου-3 - t τι απαραίτητη και χρήσιμη ουσία.

Νομίζατε ότι πετάγαμε στο φεγγάρι από περιέργεια; Δεν είμαστε ματαιόδοξοι Αμερικανοί. Ξεκίνησαν μια εκστρατεία δημοσίων σχέσεων σε μια πτήση προς τη Σελήνη και θα ξεκινήσουμε το Helium-3 σε βιομηχανική κλίμακα. Έχουμε ακόμη και σχέδιο.

Σχέδιο

Μέχρι το 2025, θα στείλουμε 4 διαπλανητικούς σταθμούς στον δορυφόρο της Γης. Τα καθήκοντά τους θα είναι να εξερευνήσουν τον πολικό ρεγόλιθο με πάγο νερού, καθώς και να αναζητήσουν ένα καλό μέρος για μια βάση στην περιοχή του Νότιου Πόλου.

Μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του '30, επανδρωμένες αποστολές θα στέλνονταν στη Σελήνη χωρίς να προσγειώνονται στην επιφάνεια. Στη δεκαετία του 30-40 θα γίνουν οι πρώτες προσγειώσεις στη σεληνιακή επιφάνεια και η πρώτη τοποθέτηση της μελλοντικής υποδομής της βάσης.

Μέχρι το 2050βάση για να είναι!

Και εκεί θα δούμε τα πρώτα αυτόματα μηχανήματα που άφησαν τα ίχνη τους στο σεληνιακό έδαφος. Ρομπότ μπουλντόζες θα σχηματίσουν νέα σεληνιακά βουνά από πρώτες ύλες και το εργοστάσιο εμπλουτισμού θα λειτουργεί όλο το εικοσιτετράωρο, παράγοντας Ήλιο-3. Και μόνο οι εκκινήσεις των διαπλανητικών φορτηγά πλοίαθα διαταράξει τη σιωπηλή ρουτίνα αυτών των έργων.

Και στη γη θα μαλώνουμε ακόμα την κυβέρνηση στα σχόλια, χωρίς να σκεφτόμαστε καθόλου τη διαδρομή που παίρνει ο ηλεκτρισμός από τον θερμοπυρηνικό αντιδραστήρα στο gadget μας.

Κάθε χημικό στοιχείο έχει φυσικές ή τεχνητές ποικιλίες που ονομάζονται ισότοπα. Η διαφορά μεταξύ τους έγκειται στον άνισο αριθμό νετρονίων στους πυρήνες και, επομένως, στο ατομικό βάρος, καθώς και στον βαθμό σταθερότητας. Όσο για τον αριθμό των πρωτονίων, είναι ο ίδιος, λόγω του οποίου το στοιχείο, στην πραγματικότητα, παραμένει το ίδιο. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε τα ισότοπα του υδρογόνου, το ελαφρύτερο και πιο άφθονο στοιχείο στο Σύμπαν. Πρέπει να λάβουμε υπόψη τις ιδιότητές τους, τον ρόλο στη φύση και το εύρος της πρακτικής εφαρμογής τους.

Πόσες ποικιλίες έχει το υδρογόνο;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα εξαρτάται από τα ισότοπα του υδρογόνου.

Τρεις φυσικές ισοτοπικές μορφές έχουν καθιερωθεί για αυτό το στοιχείο: πρωτίου - ελαφρύ υδρογόνο, βαρύ δευτέριο και υπερβαρύ τρίτιο. Όλα βρέθηκαν σε φυσική μορφή.

Εκτός από αυτά, υπάρχουν τέσσερα τεχνητά συντιθέμενα ισότοπα: quadium, pentium, hexium και septium. Αυτές οι ποικιλίες χαρακτηρίζονται από εξαιρετική αστάθεια, η διάρκεια ζωής των πυρήνων τους εκφράζεται σε τιμές της τάξης των 10-22 - 10-23 δευτερολέπτων.

Έτσι, σήμερα υπάρχουν επτά γνωστές ισοτοπικές ποικιλίες υδρογόνου. Σε τρία από αυτά, έχοντας πρακτική σημασία, θα εστιάσουμε την προσοχή μας.

Ελαφρύ υδρογόνο

Αυτό είναι το πιο απλά δομημένο άτομο. Το ισότοπο υδρογόνου πρωτίου με ατομική μάζα 1,0078 α. έχει έναν πυρήνα, ο οποίος περιλαμβάνει μόνο ένα σωματίδιο - το πρωτόνιο. Δεδομένου ότι είναι σταθερό (θεωρητικά, η διάρκεια ζωής ενός πρωτονίου υπολογίζεται σε όχι λιγότερο από 2,9 × 1029 χρόνια), το άτομο του πρωτίου είναι επίσης σταθερό. Όταν γράφετε πυρηνικές αντιδράσεις, ορίζεται ως 1H1 (ο χαμηλότερος δείκτης είναι ο ατομικός αριθμός, δηλαδή ο αριθμός των πρωτονίων, ο ανώτερος δείκτης είναι ο συνολικός αριθμός νουκλεονίων στον πυρήνα), μερικές φορές απλά p - "πρωτόνιο".

Το ισότοπο φωτός είναι σχεδόν το 99,99% του συνόλου του υδρογόνου. μόνο λίγο περισσότερο από το ένα εκατοστό του τοις εκατό αντιπροσωπεύει τις υπόλοιπες μορφές. Είναι το protium που συμβάλλει καθοριστικά στην αφθονία του υδρογόνου στη φύση: στο Σύμπαν ως σύνολο - περίπου το 75% της μάζας της βαρυονικής ύλης και περίπου το 90% των ατόμων. στη Γη - 1% της μάζας και όσο 17% των ατόμων όλων των στοιχείων που αποτελούν τον πλανήτη μας. Γενικά, το πρωτόνιο (ακριβέστερα, το πρωτόνιο ως ένα από τα κύρια συστατικά του Σύμπαντος) μπορεί με ασφάλεια να ονομαστεί το πιο σημαντικό στοιχείο. Παρέχει τη δυνατότητα θερμοπυρηνικής σύντηξης στα βάθη των άστρων, συμπεριλαμβανομένου του Ήλιου, και λόγω αυτής σχηματίζονται άλλα στοιχεία. Επιπλέον, το ελαφρύ υδρογόνο παίζει σημαντικό ρόλο στην κατασκευή και τη λειτουργία της ζωντανής ύλης.

Σε μοριακή μορφή, εισέρχεται υδρογόνο χημικές αλληλεπιδράσειςσε υψηλές θερμοκρασίες, αφού χρειάζεται πολλή ενέργεια για να διασπαστεί το αρκετά δυνατό μόριο του. Το ατομικό υδρογόνο χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλή χημική δραστηριότητα.

Δευτέριο

Το βαρύ ισότοπο του υδρογόνου έχει έναν πιο πολύπλοκο πυρήνα, που αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο. Αντίστοιχα, η ατομική μάζα του δευτερίου είναι διπλάσια – 2,0141. Η αποδεκτή ονομασία είναι 2H1 ή D. Αυτή η ισοτοπική μορφή είναι επίσης σταθερή, καθώς στις διαδικασίες ισχυρής αλληλεπίδρασης στον πυρήνα, το πρωτόνιο και το νετρόνιο μεταμορφώνονται συνεχώς μεταξύ τους και ο τελευταίος δεν έχει χρόνο να υποστεί διάσπαση.

Στη Γη, το υδρογόνο περιέχει μεταξύ 0,011% και 0,016% δευτέριο. Η συγκέντρωσή του ποικίλλει ανάλογα με το περιβάλλον: υπάρχει περισσότερο από αυτό το ισότοπο στο θαλασσινό νερό και στη σύνθεση, για παράδειγμα, φυσικό αέριο– σημαντικά λιγότερο. Σε άλλα σώματα ηλιακό σύστημαη αναλογία δευτερίου προς ελαφρύ υδρογόνο μπορεί να είναι διαφορετική: για παράδειγμα, ο πάγος ορισμένων κομητών περιέχει μεγάλη ποσότηταβαρύ ισότοπο.

Το δευτέριο λιώνει στους 18,6 Κ (ελαφρύ υδρογόνο στους 14 Κ) και βράζει στους 23,6 Κ (το αντίστοιχο σημείο για το πρωτίου είναι 20,3 Κ). Το βαρύ υδρογόνο παρουσιάζει, γενικά, το ίδιο Χημικές ιδιότητες, όπως το πρωτίιο, σχηματίζοντας όλους τους τύπους ενώσεων που είναι χαρακτηριστικές αυτού του στοιχείου, αλλά έχει επίσης ορισμένα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με μια σοβαρή διαφορά στην ατομική μάζα - τελικά, το δευτέριο είναι 2 φορές βαρύτερο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι για το λόγο αυτό, οι ισοτοπικές μορφές του υδρογόνου εμφανίζουν τις μεγαλύτερες χημικές διαφορές από όλα τα στοιχεία. Γενικά, το δευτέριο χαρακτηρίζεται από χαμηλότερους (5-10 φορές) ρυθμούς αντίδρασης.

Ο ρόλος του δευτερίου στη φύση

Οι βαρείς πυρήνες υδρογόνου συμμετέχουν στα ενδιάμεσα στάδια του θερμοπυρηνικού κύκλου. Ο ήλιος λάμπει χάρη σε αυτή τη διαδικασία, σε ένα στάδιο της οποίας το προκύπτον ισότοπο υδρογόνου, το δευτέριο, συγχωνεύεται με ένα πρωτόνιο για να γεννήσει το ήλιο-3.

Το νερό που περιέχει, εκτός από πρωτίιο, ένα άτομο δευτερίου, ονομάζεται ημιβαρύ και έχει τον τύπο HDO. Στο μόριο βαρέος νερού D2O, το δευτέριο αντικαθιστά πλήρως το ελαφρύ υδρογόνο.

Το βαρύ νερό χαρακτηρίζεται από αργή ροή χημικές αντιδράσεις, με αποτέλεσμα σε υψηλές συγκεντρώσεις να είναι επιβλαβές για τους ζωντανούς οργανισμούς, ιδιαίτερα τους ανώτερους, όπως τα θηλαστικά και συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Εάν το ένα τέταρτο του υδρογόνου στο νερό αντικατασταθεί από δευτέριο, η μακροχρόνια χρήση του είναι γεμάτη με την ανάπτυξη στειρότητας, αναιμίας και άλλων ασθενειών. Κατά την αντικατάσταση του 50% του υδρογόνου, τα θηλαστικά πεθαίνουν μετά από μια εβδομάδα κατανάλωσης τέτοιου νερού. Όσον αφορά τις βραχυπρόθεσμες αυξήσεις στη συγκέντρωση βαρέος υδρογόνου στο νερό, είναι πρακτικά ακίνδυνο.

Πώς να πάρετε βαρύ υδρογόνο

Είναι πιο βολικό να αποκτήσετε αυτό το ισότοπο στο νερό. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να εμπλουτίσετε το νερό με δευτέριο:

• Η διόρθωση είναι η διαδικασία διαχωρισμού των μιγμάτων σε συστατικά που βράζουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Ο διαχωρισμός επιτυγχάνεται με επαναλαμβανόμενη εξάτμιση και συμπύκνωση ενός μείγματος ισοτόπων σε υγρό υδρογόνο ή νερό σε ειδικό εξοπλισμό - στήλες απόσταξης, στις οποίες ροές αερίων και υγρών φάσεων πηγαίνουν σε αντίθετες κατευθύνσεις.
• Ηλεκτρολυτικό διαχωρισμό. Η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι κατά την ηλεκτρόλυση του νερού, ένα ελαφρύ ισότοπο αποσπάται πιο ενεργά από τα μόριά του. Η ηλεκτρόλυση πραγματοποιείται σε διάφορα στάδια.
• Ανταλλαγή ισοτόπων ιόντων, στην οποία λαμβάνει χώρα αμοιβαία υποκατάσταση ιόντων διαφορετικών ισοτόπων στη σύνθεση των αντιδραστηρίων. Επί του παρόντος, αυτή η μέθοδος που χρησιμοποιεί νερό και υδρόθειο ως αντιδρώντα συστατικά είναι η πιο αποτελεσματική και οικονομική.

Τρίτιο

Ένα υπερβαρύ ισότοπο υδρογόνου, στον πυρήνα του οποίου υπάρχει ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια, έχει ατομική μάζα 3.016 - περίπου τρεις φορές περισσότερο από το protium. Το τρίτιο χαρακτηρίζεται με το σύμβολο T ή 3H1. Λιώνει και βράζει σε ακόμη υψηλότερες θερμοκρασίες: 20,6 K και 25 K, αντίστοιχα.

Είναι ένα ραδιενεργό ασταθές ισότοπο με χρόνο ημιζωής 12,32 χρόνια. Σχηματίζεται όταν οι πυρήνες των ατμοσφαιρικών αερίων, όπως το άζωτο, βομβαρδίζονται από σωματίδια κοσμικής ακτίνας. Η διάσπαση ενός ισοτόπου περιλαμβάνει την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου (που ονομάζεται διάσπαση βήτα), όπου ένα νετρόνιο στον πυρήνα υφίσταται μετασχηματισμό σε πρωτόνιο και το χημικό στοιχείο αυξάνει τον ατομικό του αριθμό κατά ένα, και γίνεται ήλιο-3. Στη φύση, το τρίτιο υπάρχει σε ίχνη - πολύ λίγο.

Το υπερβαρύ υδρογόνο σχηματίζεται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες βαρέος νερού όταν το δευτέριο δεσμεύει αργά (θερμικά) νετρόνια. Μέρος του είναι διαθέσιμο για εκχύλιση και χρησιμεύει ως πηγή τριτίου. Επιπλέον, λαμβάνεται ως προϊόν διάσπασης του λιθίου όταν το τελευταίο ακτινοβολείται με θερμικά νετρόνια.

Το τρίτιο έχει χαμηλή ενέργεια αποσύνθεσης και ενέχει κάποιο κίνδυνο ακτινοβολίας μόνο όταν εισέρχεται στο σώμα μέσω του αέρα ή της τροφής. Για την προστασία του δέρματος από την ακτινοβολία βήτα, αρκούν τα λαστιχένια γάντια.

Εφαρμογές ισοτόπων υδρογόνου

Το ελαφρύ υδρογόνο χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες: χημική βιομηχανία, όπου χρησιμοποιείται για την παραγωγή αμμωνίας, μεθανόλης, υδροχλωρικού οξέος και άλλων ουσιών, στη διύλιση πετρελαίου και στη μεταλλουργία, όπου είναι απαραίτητο για την ανάκτηση πυρίμαχων μετάλλων από οξείδια. Χρησιμοποιείται επίσης σε ορισμένα στάδια του κύκλου παραγωγής (στην παραγωγή στερεών λιπών) στις βιομηχανίες τροφίμων και καλλυντικών. Το υδρογόνο είναι ένας από τους τύπους Καύσιμο πυραύλουκαι χρησιμοποιείται στην εργαστηριακή πρακτική στην επιστήμη και τη βιομηχανία.

Το δευτέριο είναι απαραίτητο στην πυρηνική ενέργεια ως εξαιρετικός μετριαστής νετρονίων. Χρησιμοποιείται με αυτή την ικανότητα, αλλά και ως ψυκτικό σε αντιδραστήρες βαρέος νερού, που επιτρέπουν τη χρήση φυσικού ουρανίου, το οποίο μειώνει το κόστος εμπλουτισμού. Είναι επίσης, μαζί με το τρίτιο, συστατικό του μίγματος εργασίας στα θερμοπυρηνικά όπλα.

Οι χημικές ιδιότητες του βαρέως υδρογόνου καθιστούν δυνατή τη χρήση του στην παραγωγή φαρμάκων για την επιβράδυνση της αποβολής τους από τον οργανισμό. Και τέλος, το δευτέριο (όπως το τρίτιο) έχει υπόσχεση ως καύσιμο στη θερμοπυρηνική ενέργεια.

Έτσι, βλέπουμε ότι όλα τα ισότοπα υδρογόνου είναι με τον ένα ή τον άλλο τρόπο «σε χρήση» τόσο σε παραδοσιακούς όσο και σε υψηλής τεχνολογίας, προσανατολισμένους στο μέλλον κλάδους της μηχανικής, της τεχνολογίας και της επιστημονικής έρευνας.

Διαίρεση Ri βαρείς πυρήνεςενέργεια απελευθερώνεται στον αντιδραστήρα. Πού είναι η πηγή αυτής της ενέργειας; Γιατί απελευθερώνεται τη στιγμή που ο πυρήνας χωρίζεται σε δύο μέρη;

Ο πυρήνας του ουρανίου-235 αποτελείται από 92 πρωτόνια και 143 νετρόνια. Δεν είναι ένα απλό μηχανικό μείγμα στοιχειωδών σωματιδίων, όπως, ας πούμε, ένα μείγμα από ρινίσματα σιδήρου και σκόνη θείου. Τα σωματίδια που αποτελούν τον πυρήνα ενός ατόμου είναι πολύ στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους με τις λεγόμενες πυρηνικές δυνάμεις. Αυτός ο δεσμός μεταξύ των σωματιδίων του πυρήνα είναι πολλές εκατομμύρια φορές ισχυρότερος από τον δεσμό που υπάρχει μεταξύ των ατόμων στο μόριο οποιασδήποτε χημικής ένωσης. Ασβεστοποιήστε τα ίδια ρινίσματα σιδήρου αναμεμειγμένα με θείο, παίρνετε μια χημική ένωση - θειούχο σίδηρο. Για να διασπαστούν όλα τα μόρια θειούχου σιδήρου σε άτομα σιδήρου και θείου που περιέχονται σε ένα γραμμάριο απαιτείται ενέργεια σε ποσότητα περίπου μίας μεγάλης θερμίδας. Και για να καταστραφούν όλοι οι πυρήνες που περιέχονται σε ένα κομμάτι ουρανίου βάρους ενός γραμμαρίου σε στοιχειώδη σωματίδια, θα χρειαζόταν ενέργεια περίπου 170 εκατομμυρίων μεγάλων θερμίδων. Αυτή η ποσότητα ενέργειας απελευθερώνεται όταν καίγονται σχεδόν 20 τόνοι βενζίνης.

Νετρόνια και πρωτόνια σε διάφορους πυρήνες χημικά στοιχείασυνδέονται μεταξύ τους με διαφορετικούς τρόπους: σε κάποιους είναι ισχυρότεροι, σε άλλους - πιο αδύναμοι. Όταν ένας πυρήνας ουρανίου διασπάται, όπως ήδη αναφέρθηκε, σχηματίζονται δύο «θραύσματα», τα οποία είναι οι πυρήνες των ατόμων στη μέση Περιοδικός ΠίνακαςΤα στοιχεία του Mendeleev, για παράδειγμα, οι πυρήνες των ατόμων βαρίου και κρυπτών. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια σε αυτούς τους πυρήνες είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους πιο σφιχτά από ότι ήταν στους πυρήνες του ουρανίου ή άλλων βαρέων στοιχείων στο τέλος του περιοδικού πίνακα. Για να καταστραφεί ένας πυρήνας βαρίου και ένας πυρήνας κρυπτών σε στοιχειώδη σωματίδια (πρωτόνια και νετρόνια) θα απαιτούσε δέκα τοις εκατό περισσότερη ενέργεια από το να καταστρέψει έναν πυρήνα ουρανίου.

Εάν χρειάζεται κάποια συγκεκριμένη ενέργεια για να χωριστεί ένας πυρήνας σε μεμονωμένα στοιχειώδη σωματίδια, τότε όταν σχηματίζονται πυρήνες από αυτά τα σωματίδια, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, η ίδια ενέργεια θα πρέπει να απελευθερωθεί.

Ας χωρίσουμε νοερά τη διαδικασία σχάσης ενός πυρήνα ουρανίου σε δύο στάδια. Το πρώτο στάδιο είναι η καταστροφή του πυρήνα του ουρανίου σε πρωτόνια και νετρόνια. Στην περίπτωση αυτή, δαπανάται ενέργεια σε ποσότητα 170 εκατομμυρίων μεγάλων θερμίδων ανά γραμμάριο καθαρού ουρανίου. Το δεύτερο στάδιο είναι ο σχηματισμός πυρήνων βαρίου και κρυπτών από στοιχειώδη σωματίδια που σχηματίζονται κατά την καταστροφή των πυρήνων ουρανίου. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργειας σε ποσότητα περίπου 190 εκατομμυρίων μεγάλων θερμίδων. Ως αποτέλεσμα και των δύο σταδίων της αντίδρασης, προκύπτει ενεργειακό κέρδος 20 εκατομμυρίων μεγάλων θερμίδων. Για να αποκτήσετε αυτή την ποσότητα ενέργειας, πρέπει να κάψετε περίπου δύο τόνους βενζίνης. Έτσι, η «θερμογόνος δύναμη» του ουρανίου κατά τη διάσπασή του αποδεικνύεται ότι είναι δύο εκατομμύρια φορές υψηλότερη από ό,τι κατά την καύση βενζίνης.

Ας διευκρινίσουμε το σκεπτικό μας με το ακόλουθο παράδειγμα. Ας υποθέσουμε ότι στέκεστε στην πλαγιά ενός βουνού και αντλείτε νερό από ένα πηγάδι βάθους δύο μέτρων. Για να σηκώσετε κάθε κιλό νερού ξοδεύετε δύο κιλά δουλειάς. Στη συνέχεια, ρίχνετε αυτό το νερό μέσω ενός αγωγού σε έναν τροχό τουρμπίνας που βρίσκεται πέντε μέτρα πιο κάτω. Εάν παραμελήσουμε κάθε είδους απώλειες ενέργειας, τότε ο στρόβιλος θα εκτελέσει έργο ίσο με πέντε κιλά-μέτρα. Ως αποτέλεσμα, έχουμε τρία κιλά-μέτρα περισσότερη δουλειά από ό,τι ξοδεύουμε.

Όταν οι πυρήνες των βαρέων στοιχείων διασπώνται, δεν διασπώνται σε μεμονωμένα στοιχειώδη σωματίδια, χωρίζονται μόνο σε δύο μέρη - θραύσματα. Μέσα στα θραύσματα που προκύπτουν, εμφανίζεται αμέσως μια αναδιάταξη στοιχειωδών σωματιδίων. «συσκευάζουν» πιο σφιχτά και αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργειας και απελευθερώνεται περισσότερη ενέργεια από ό,τι ξοδεύεται για την καταστροφή του βαριού πυρήνα.

Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι κατά τη διάσπαση των βαρέων πυρήνων, μόνο μέρος της ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στον πυρήνα απελευθερώνεται. Σημαντικά περισσότερη ενέργεια λαμβάνεται εάν οι ίδιοι πυρήνες βαρίου και κρυπτού συντεθούν (συντεθούν) απευθείας από πρωτόνια και νετρόνια. Τότε δεν θα χρειαστεί να ξοδέψετε ενέργεια 170 εκατομμυρίων μεγάλων θερμίδων για την καταστροφή βαρέων πυρήνων. Στο παράδειγμα με το νερό, αυτό θα αντιστοιχεί στο γεγονός ότι δεν χρειάζεται να το τραβήξετε προς τα πάνω από το πηγάδι, αλλά να χρησιμοποιήσετε μια πισίνα στην οποία το νερό βρίσκεται στο επίπεδο του άνω άκρου της υδρορροής.

Αλλά για σύνθεση ατομικούς πυρήνεςτων νετρονίων και των πρωτονίων, είναι απαραίτητο πρώτα από όλα να έχετε αυτά τα στοιχειώδη σωματίδια στη διάθεσή σας. Δεν βρίσκονται στη φύση σε τελική μορφή. Μπορούν να ληφθούν μόνο τεχνητά. Ωστόσο, τα νετρόνια και τα πρωτόνια που απελευθερώνονται σε ελεύθερη κατάσταση δεν μπορούν να αποθηκευτούν για μελλοντική χρήση. Τα πρωτόνια είναι άτομα πρωτίου που δεν έχουν ένα μόνο ηλεκτρόνιο, φυσιολογικές συνθήκεςδεν μπορούν να υπάρχουν για πολύ. Τα πρωτόνια θα βρουν τα χαμένα ηλεκτρόνια και θα μεταμορφωθούν ξανά σε ηλεκτρικά ουδέτερα άτομα πρωτίου.

Τα νετρόνια διεισδύουν εύκολα στους πυρήνες των ατόμων και συλλαμβάνονται από αυτά. Επιπλέον, τα νετρόνια είναι ραδιενεργά. Η διάρκεια ζωής των νετρονίων σε ελεύθερη κατάσταση είναι θέμα λεπτών. Εάν ένα νετρόνιο καταφέρει να αποφύγει τη σύλληψη από έναν πυρήνα, μετατρέπεται αυθόρμητα σε πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο. Από πού προήλθε το ηλεκτρόνιο κατά τη διάρκεια του ραδιενεργού μετασχηματισμού ενός νετρονίου; Το γεγονός είναι ότι τόσο το νετρόνιο όσο και το πρωτόνιο είναι ουσιαστικά το ίδιο στοιχειώδες σωματίδιο, μόνο που βρίσκονται σε διαφορετικές ενεργειακές καταστάσεις. Για να τονιστεί η κοινότητα αυτών των σωματιδίων, όταν συλλογικά αποτελούν κάποιο είδος ατομικού πυρήνα, ονομάζονται ακόμη και με το ίδιο όνομα - νουκλεόνια. Αυτό λένε, για παράδειγμα, ο πυρήνας του ισοτόπου χλωρίου-35 αποτελείται από 35 νουκλεόνια, χωρίς να τα χωρίζει σε πρωτόνια και νετρόνια. Η διαδικασία μετάβασης ενός νετρονίου σε ένα πρωτόνιο είναι μια αυθόρμητη μετάβαση από ένα υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο σε ένα χαμηλότερο. την ίδια στιγμή «γεννιέται» ένα ηλεκτρόνιο. Η αυθόρμητη μετάβαση ενός πρωτονίου σε ένα νετρόνιο είναι αδύνατη· αυτό θα αντιστοιχούσε σε μια μετάβαση με χαμηλό επίπεδοενέργεια σε ανώτερη, η οποία έρχεται σε αντίθεση με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας. Μια πέτρα που βρίσκεται στο έδαφος δεν θα σηκωθεί ποτέ μόνη της, χωρίς την παρέμβαση εξωτερικής δύναμης. Εάν σε ένα πρωτόνιο δοθεί η απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας από το εξωτερικό, μπορεί να μετατραπεί σε νετρόνιο και αυτή η πράξη συνοδεύεται από την εμφάνιση ενός σωματιδίου παρόμοιου με ένα ηλεκτρόνιο, αλλά θετικά φορτισμένο. Ονομάζεται, όπως ήδη γνωρίζουμε, ποζιτρόνιο. Έτσι αποδεικνύεται ότι αν και δεν υπάρχουν ηλεκτρόνια στα νετρόνια και ποζιτρόνια στα πρωτόνια, αλλά κατά τη διάρκεια του αμοιβαίου μετασχηματισμού τους αυτά τα σωματίδια απελευθερώνονται.

Έτσι, εάν είναι δυνατόν να ληφθούν νετρόνια και πρωτόνια σε ελεύθερη μορφή, τότε πρέπει να χρησιμοποιηθούν αμέσως για τη σύνθεση ατομικών πυρήνων.

Η καταστροφή βαρέων πυρήνων όπως το ουράνιο σε στοιχειώδη σωματίδια (νουκλεόνια) συνεπάγεται τη δαπάνη μεγάλης ποσότητας ενέργειας. Υπάρχουν πυρήνες στη φύση στους οποίους τα πρωτόνια και τα νετρόνια δεν είναι τόσο στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους όσο στον πυρήνα του ουρανίου; Εάν υπάρχουν τέτοιοι πυρήνες, τότε το πρώτο νοητικό στάδιο της αντίδρασης - η καταστροφή του πυρήνα - θα απαιτούσε λιγότερη ενέργεια. Επιστρέφοντας στο παράδειγμα με ένα πηγάδι και μια υδρορροή, πρέπει να αναζητήσετε ένα ρηχό πηγάδι αν είναι δυνατόν.

Αυτό είναι όπου το υδρογόνο έρχεται στη σκηνή με τα βαριά ισότοπά του και τώρα όχι ένα, αλλά δύο.

Τι ρόλο έπαιξε το δευτέριο στη λειτουργία ενός πυρηνικού αντιδραστήρα; Ο ρόλος του ήταν βοηθητικός - να επιβραδύνει τα γρήγορα νετρόνια σε θερμικές ταχύτητες. Δεν συμμετείχε άμεσα στην απελευθέρωση της πυρηνικής ενέργειας. Σε πολλούς αντιδραστήρες, όπως ήδη γνωρίζετε, ο άνθρακας με τη μορφή μπλοκ γραφίτη ή συνηθισμένου νερού χρησιμοποιείται με επιτυχία ως συντονιστές νετρονίων. Υπάρχουν αντιδραστήρες χωρίς καθόλου συντονιστή - αυτοί είναι αντιδραστήρες που λειτουργούν με γρήγορα νετρόνια. Στις διαδικασίες με τις οποίες θα εξοικειωθούμε τώρα, τα ισότοπα υδρογόνου έχουν κρίσιμοςστην απελευθέρωση της πυρηνικής ενέργειας.

Εκτός από το βαρύ ισότοπο του υδρογόνου - δευτερίου, υπάρχει επίσης ένα υπερβαρύ ισότοπο - το τρίτιο. ορίζεται με το γράμμα Τ. Εκτός από το πρωτόνιο, ο πυρήνας του τριτίου δεν περιέχει ένα νετρόνιο, όπως το δευτέριο, αλλά δύο (Εικ. 13). Σε αντίθεση με το δευτέριο

(Οι λευκοί κύκλοι υποδηλώνουν πρωτόνια, οι μαύροι κύκλοι δείχνουν τα νετρόνια που αποτελούν τον πυρήνα).

Τα μισά από όλα τα διαθέσιμα άτομα τριτίου διασπώνται σε 12,2 χρόνια. Αυτή η περίοδος δεν είναι μεγάλη, αλλά αρκεί να έχετε πάντα στο απόθεμα τρίτιο στην απαιτούμενη ποσότητα.

Το τρίτιο είναι ένα πιο πολύπλοκο ισότοπο του υδρογόνου. Στις ιδιότητές του, διαφέρει από το πρωτίου περισσότερο από το δευτέριο.

Όπως τα δύο πρώτα ισότοπα, το τρίτιο μπορεί να συμπυκνωθεί σε υγρό. Το σημείο βρασμού του υγρού τριτίου είναι ήδη 4,65 βαθμούς υψηλότερο από το σημείο βρασμού του πρωτίου. Η θερμότητα εξάτμισης του είναι ακόμη μεγαλύτερη από αυτή του δευτερίου. Όταν το τρίτιο ενώνεται με το οξυγόνο, σχηματίζεται νερό, το οποίο ονομάζεται τρίτιο ή υπερβαρύ νερό. Όπως το δευτέριο, το τρίτιο συνδυάζεται με ισότοπα τήγματος, δευτερίου και οξυγόνου για να παράγει νερό με ποικίλες ισοτοπικές συνθέσεις. Στις εννέα ποικιλίες νερού που έδωσε το δευτέριο, τώρα προστίθενται ισάριθμες νέες, τα μόρια των οποίων περιλαμβάνουν άτομα τριτίου. Οι τύποι αυτών των μορίων μπορούν να γραφτούν ως εξής:

MSW16, LLP17 και LLP18.

Συλλογίζοντας με τον ίδιο τρόπο όπως στην περίπτωση της σχάσης πυρήνων ουρανίου (βλ. σελίδα 50), χωρίζουμε νοερά τη διαδικασία σε δύο στάδια: το πρώτο είναι η καταστροφή των πυρήνων δευτερίου και τριτίου σε μεμονωμένα νουκλεόνια, το δεύτερο είναι η σύνθεση ηλίου. πυρήνες από αυτούς. Τα νετρόνια και τα πρωτόνια συνδέονται μεταξύ τους στους πυρήνες του δευτερίου και του τριτίου πολύ λιγότερο σφιχτά από ότι στους πυρήνες του ηλίου. Επομένως, η καταστροφή των πυρήνων δύο ισοτόπων υδρογόνου απαιτεί συνολικά λιγότερη ενέργεια από αυτή που απελευθερώνεται κατά τη σύνθεση ενός πυρήνα ηλίου από τα προκύπτοντα στοιχειώδη σωματίδια. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι με το σχηματισμό μόλις ενός γραμμαρίου ατόμων του ισοτόπου ηλίου-4 από πυρήνες δευτερίου και τριτίου, απελευθερώνονται περίπου εκατό εκατομμύρια μεγάλες θερμίδες ενέργειας. Αυτή είναι πέντε φορές περισσότερη ενέργεια που απελευθερώνεται όταν ένα γραμμάριο ουρανίου διασπάται υπό την επίδραση νετρονίων.

Για να πραγματοποιηθεί η αντίδραση σύντηξης των πυρήνων ηλίου, είναι απαραίτητο να προκληθεί σύγκρουση μεταξύ των πυρήνων δευτερίου και τριτίου. Αυτή είναι η κύρια δυσκολία στην πραγματοποίηση της αντίδρασης σύντηξης των πυρήνων ηλίου. Εξάλλου, και οι δύο πυρήνες που συγκρούονται είναι θετικά φορτισμένοι και τα ηλεκτρικά παρόμοια φορτισμένα σώματα απωθούν το ένα το άλλο. Να ξεπεραστούν ηλεκτρικές δυνάμειςη απώθηση είναι απαραίτητη στους πυρήνες στο
καταβάλει μεγάλη προσπάθεια. Πώς να το κάνετε αυτό; Προφανώς, είναι απαραίτητο να μεταδοθεί στους πυρήνες μια τέτοια ενέργεια κίνησης που θα ήταν αρκετή για να υπερνικήσει τις απωστικές δυνάμεις που δρουν μεταξύ τους.

Η μέση ταχύτητα της τυχαίας κίνησης των σωματιδίων, άρα και η ενέργειά τους, καθορίζεται από τη θερμοκρασία. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του σώματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η μέση ενέργεια των σωματιδίων, τόσο πιο γρήγορα κινούνται. Αυτό σημαίνει ότι τα ισότοπά μας πρέπει να θερμανθούν και να θερμανθούν σε πολύ υψηλή θερμοκρασία, της τάξης του ενός εκατομμυρίου βαθμών και ακόμη υψηλότερη. Μόνο σε τέτοιες θερμοκρασίες η ενέργεια των σωματιδίων θα είναι επαρκής για να υπερνικήσει τις ηλεκτρικές απωστικές δυνάμεις μεταξύ των πυρήνων. Αν θυμηθούμε ότι ακόμα και στην επιφάνεια του Ήλιου η θερμοκρασία είναι μόλις 6000 μοίρες, τότε η δυσκολία θέρμανσης των σωμάτων σε ένα εκατομμύριο βαθμούς γίνεται εμφανής. Η μόνη γνωστή πηγή στην εποχή μας με την οποία μπορούν να επιτευχθούν τέτοιες θερμοκρασίες είναι μια έκρηξη. ατομική βόμβα, δηλαδή μια αλυσιδωτή διεργασία σχάσης πυρήνων ουρανίου ή πλουτωνίου. Στη ζώνη μιας τέτοιας έκρηξης, το δευτέριο και το τρίτιο θα υπάρχουν με τη μορφή πλάσματος - ένα μέσο που αποτελείται από «γυμνούς» ατομικούς πυρήνες, χωρίς κελύφη ηλεκτρονίων. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, οι πυρήνες των ισοτόπων του υδρογόνου είναι σε θέση να συνδυάζονται σε πυρήνες ηλίου όταν συναντώνται και συμβαίνει η λεγόμενη θερμοπυρηνική αντίδραση. Αυτή ή παρόμοια διαδικασία συμβαίνει κατά την έκρηξη μιας βόμβας υδρογόνου.

Προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τις θερμοπυρηνικές αντιδράσεις για ειρηνικούς σκοπούς, είναι απαραίτητο να μάθουμε πώς να ελέγχουμε τέτοιες αντιδράσεις. Επιστήμονες από πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο είναι πλέον απασχολημένοι με την επίλυση αυτού του πολύ δύσκολου προβλήματος. Μεγάλη έρευνα προς αυτή την κατεύθυνση διεξάγεται εδώ στη Σοβιετική Ένωση. Μια επιτυχημένη λύση σε αυτό το πρόβλημα θα απαλλάξει την ανθρωπότητα από την ανησυχία για την αναζήτηση νέων πηγών ενέργειας και θα οδηγήσει σε μια άνευ προηγουμένου άνθηση της επιστήμης και της τεχνολογίας.

Μόνο δυόμισι δεκαετίες μας χωρίζουν από την ανακάλυψη του βαρέος νερού και την εποχή που αποκτήθηκε σε ποσότητες που χωρούν στο κάτω μέρος ενός μικρού δοκιμαστικού σωλήνα. Γι'αυτό για λίγοΤο βαρύ νερό έχει κερδίσει ισχυρή θέση στην πυρηνική ενέργεια. Αποδείχθηκε ότι ήταν ο καλύτερος συντονιστής για πυρηνικούς αντιδραστήρες, δουλειά

Τροφοδοτείται από θερμικά νετρόνια. Ωστόσο, αυτό δεν είναι το πιο σημαντικό πράγμα. Το βαρύ νερό αποκτά πρωταρχική σημασία στην υλοποίηση θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Για αυτές τις αντιδράσεις, είναι πρώτα απαραίτητο να υπάρχουν επαρκείς πρώτες ύλες, δηλαδή δευτέριο και τρίτιο. Τα άτομα δευτερίου είναι αναπόσπαστο μέροςμόρια βαρέος νερού. Τα άτομα τριτίου μπορούν να ληφθούν, όπως είδαμε, από άτομα δευτερίου. Κατά συνέπεια, το βαρύ νερό είναι η πηγή που παρέχει τα απαραίτητα στοιχεία για την αντίδραση σύντηξης των πυρήνων ηλίου. Ως εκ τούτου, τώρα η παραγωγή βαρέος νερού σε πολλές χώρες του κόσμου πραγματοποιείται σε μεγάλη εργοστασιακή κλίμακα.

Γνωρίζετε εγκαταστάσεις για την παρασκευή λιωμένου νερού που είναι 100 τοις εκατό... να εξουδετερώσει (ή πιο κοντά σε αυτό) την περιεκτικότητα σε δευτέριο και τρίτιο; Με ενδιέφερε επίσης η εγκατάσταση του Μουράτοφ· δυστυχώς, οι συντεταγμένες του δεν αναφέρονται στον ιστότοπό σας.

Με εκτίμηση Σεργκέι

Γεια σου, Σεργκέι!

Τέτοιες τεχνολογίες για βαθύ 100% καθαρισμό του νερού από δευτέριο και τρίτιο δεν υπάρχουν ακόμη. Οι υπάρχουσες τεχνολογίες για τον καθαρισμό του νερού από βαριά ισότοπα καθιστούν δυνατό τον καθαρισμό του κατά 70-90% δευτερίου και τριτίου. Το ίδιο το συνηθισμένο πόσιμο νερό αποτελείται μόνο από 99,7% ελαφρύ νερό, τα μόρια του οποίου σχηματίζονται από ελαφρά άτομα υδρογόνου και οξυγόνου. Οποιοδήποτε φυσικό νερό περιέχει και βαρύ νερό ως ακαθαρσία, το οποίο καθαρή μορφήείναι δηλητήριο για όλα τα έμβια όντα.

Βαρύ νερό(οξείδιο του δευτερίου) - έχει τον ίδιο χημικό τύπο με το συνηθισμένο νερό, αλλά αντί για άτομα υδρογόνου περιέχει δύο βαριά ισότοπα υδρογόνου - άτομα δευτερίου. Ο τύπος του βαρέος υδρογόνου νερού συνήθως γράφεται ως: D 2 O ή 2 H 2 O. Εξωτερικά, το βαρύ νερό μοιάζει με συνηθισμένο νερό - ένα άχρωμο υγρό χωρίς γεύση ή οσμή, αλλά στις φυσικοχημικές του ιδιότητες και στις αρνητικές του επιπτώσεις στο σώμα, είναι βαρύ το νερό είναι πολύ διαφορετικό από το ελαφρύ νερό.

Ελαφρύ νερό– πρόκειται για νερό που έχει καθαριστεί από βαρύ νερό. Ένα ισότοπο υδρογόνου, το δευτέριο, που διακρίνεται από την παρουσία ενός «επιπλέον» νετρονίου στον πυρήνα, μπορεί να σχηματίσει ένα μόριο νερού με οξυγόνο. Ένα τέτοιο νερό, στο μόριο του οποίου το άτομο υδρογόνου αντικαθίσταται από ένα άτομο δευτερίου, ονομάζεται βαρύ. Η περιεκτικότητα σε δευτέριο σε διάφορα φυσικά νερά είναι πολύ άνιση. Μπορεί να ποικίλλει από 0,03% (σε σχέση με τον συνολικό αριθμό ατόμων υδρογόνου) - αυτό είναι νερό από πάγο της Ανταρκτικής - το ελαφρύτερο φυσικό νερό– περιέχει 1,5 φορές λιγότερο δευτέριο από το θαλασσινό νερό. Το λιωμένο χιόνι και το νερό των παγετώνων στα βουνά και σε ορισμένες άλλες περιοχές της Γης περιέχουν επίσης λιγότερο βαρύ νερό από αυτό που πίνουμε συνήθως.

Ένας τόνος νερού ποταμού περιέχει 15 g βαρέος νερού σε ποσοστό 0,015%. Πάνω από 70 χρόνια κατανάλωσης 3 λτ πόσιμο νερόημερησίως, περίπου 80 τόνοι νερού θα περνούν από το ανθρώπινο σώμα, που περιέχει 10-12 kg δευτερίου και σημαντική ποσότητα ισοτόπων υδρογόνου που σχετίζονται με αυτό - τρίτιο 3 Η και οξυγόνο 18 Ο.

Τρίτιο– ένα βήτα ραδιενεργό στοιχείο με χρόνο ημιζωής 12,26 χρόνια. Σχηματίζεται υπό την επίδραση της σκληρής ακτινοβολίας ραδιοφώνου και νετρονίων στους αντιδραστήρες. Υπό επίγειες συνθήκες, το τρίτιο προέρχεται από υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας, όπου συμβαίνουν φυσικές πυρηνικές αντιδράσεις. Είναι ένα από τα προϊόντα του βομβαρδισμού ατόμων αζώτου από νετρόνια από την κοσμική ακτινοβολία. Κάθε λεπτό για κάθε τετραγωνικό εκατοστό η επιφάνεια της γηςΠέφτουν 8-9 άτομα τριτίου.

Σε μικρές ποσότητες, υπερβαρύ νερό (τρίτιο) φτάνει στη Γη ως μέρος της βροχόπτωσης. Σε ολόκληρη την υδρόσφαιρα, υπάρχουν μόνο περίπου 20 kg T 2 0 κάθε φορά.

Νερό τριτίουκατανέμεται άνισα: στα ηπειρωτικά υδάτινα σώματα υπάρχει περισσότερο από ό,τι στους ωκεανούς. Υπάρχει περισσότερο στα νερά των πολικών ωκεανών παρά στα ισημερινά. Στις ιδιότητές του, το υπερβαρύ νερό διαφέρει ακόμη πιο αισθητά από το συνηθισμένο νερό: βράζει στους 104°C, παγώνει στους 4...9°C και έχει πυκνότητα 1,33 g/cm 3 .

Ο κατάλογος των ισοτόπων του υδρογόνου δεν τελειώνει με το τρίτιο. Τα βαρύτερα ισότοπα 4 Η και 5 Η έχουν επίσης παραχθεί τεχνητά και είναι επίσης ραδιενεργά.

Ν 2 6 ΕΠΙ 2 17 ΕΠΙ 2 18 O, HD 16 O, HD 17 O, HD 18 O,D 2 16 O,D 2 17 O,D 2 18 Ο.

Έτσι, είναι δυνατό να υπάρχουν μόρια νερού που περιέχουν οποιοδήποτε από τα πέντε ισότοπα υδρογόνου σε οποιονδήποτε συνδυασμό.

Αυτό δεν εξαντλεί την πολυπλοκότητα της ισοτοπικής σύνθεσης του νερού. Υπάρχουν επίσης ισότοπα οξυγόνου. Στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων Δ.Ι. Το όνομα του Mendeleev είναι το γνωστό οξυγόνο 16 O. Υπάρχουν δύο ακόμη φυσικά ισότοπα οξυγόνου - 17 O και 18 O. Στα φυσικά νερά, κατά μέσο όρο, για κάθε 10 χιλιάδες άτομα του ισοτόπου 16 O υπάρχουν 4 άτομα από τα 17 Ισότοπο Ο και 20 άτομα του ισοτόπου 18 Ο.

Με φυσικές ιδιότητες βαρύ οξυγόνο νερόΤο 1 H 2 18 O διαφέρει λιγότερο από το συνηθισμένο από το βαρύ υδρογόνο. Βρίσκεται στο συνηθισμένο πόσιμο νερό σε πολύ υψηλότερη συγκέντρωση από το βαρύ νερό - περίπου 0,1%. Λαμβάνεται κυρίως με απόσταξη φυσικού νερού και χρησιμοποιείται για μελέτες ισοτόπων του μεταβολισμού.

Εκτός από τα φυσικά, υπάρχουν και έξι τεχνητά δημιουργημένα ισότοπα οξυγόνου. Όπως τα τεχνητά ισότοπα του υδρογόνου, είναι βραχύβια και ραδιενεργά. Από αυτά: 13 O, 14 O και 15 O είναι ελαφριά, 19 O και 20 O είναι βαριά και το υπερβαρύ ισότοπο 24 O ελήφθη το 1970.

Η ύπαρξη πέντε ισοτόπων υδρογόνου και εννέα ισοτόπων οξυγόνου υποδηλώνει ότι μπορεί να υπάρχουν 135 ισοτοπικές ποικιλίες νερού.Οι πιο κοινές 9 σταθερές ποικιλίες νερού στη φύση. Ο κύριος όγκος του φυσικού νερού –πάνω από 99%– είναι νερό πρωτίου– 1 H 2 16 O. Υπάρχει πολύ λιγότερο βαρύ οξυγόνο νερό: 1 H 2 18 O – δέκατα του τοις εκατό. 1 H 2 17 O – τα εκατοστά της συνολικής ποσότητας φυσικών νερών. Μόνο τα εκατομμυριοστά του τοις εκατό αποτελούν βαρύ νερό D 2 O, αλλά με τη μορφή 1 HDO βαρύ νερό περιέχεται ήδη στα φυσικά νερά σε αξιοσημείωτη ποσότητα.

Ακόμη λιγότερο συνηθισμένοι από το D 2 O είναι εννέα ραδιενεργοί φυσικοί τύποι νερού που περιέχουν τρίτιο.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το κλασικό νερό νερό πρωτίου 1 H 2 16 O στην καθαρή του μορφή, δηλαδή χωρίς την παραμικρή πρόσμιξη των άλλων 134 ισοτοπικών ποικιλιών. Και παρόλο που η περιεκτικότητα σε νερό πρωτίου στη φύση υπερβαίνει σημαντικά την περιεκτικότητα όλων των άλλων τύπων συνδυαστικά, καθαρό 1 H 2 16 O δεν υπάρχει σε φυσικές συνθήκες. Σε όλο τον κόσμο, τέτοιο νερό μπορεί να βρεθεί μόνο σε λίγα ειδικά εργαστήρια. Λαμβάνεται με πολύ περίπλοκο τρόπο και αποθηκεύεται με τις μεγαλύτερες προφυλάξεις. Για να ληφθεί καθαρό 1 H 2 16 O, πραγματοποιείται πολύ λεπτός καθαρισμός φυσικών υδάτων σε πολλαπλά στάδια ή συντίθεται νερό από τα αρχικά στοιχεία 1 H 2 και 16 O, τα οποία καθαρίζονται πρώτα από ισοτοπικές ακαθαρσίες. Αυτό το νερό χρησιμοποιείται σε πειράματα και διεργασίες που απαιτούν εξαιρετική καθαρότητα χημικών αντιδραστηρίων.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το βαρυτικό πεδίο της Γης δεν είναι αρκετά ισχυρό για να κρατήσει 1 N και ο πλανήτης μας χάνει σταδιακά πρωτίιο ως αποτέλεσμα της διάσπασής του στο διαπλανητικό διάστημα. Το πρωτίιο εξατμίζεται ταχύτερα από το βαρύ δευτέριο. Σύμφωνα με ορισμένες μελέτες, το δευτέριο θα πρέπει να συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα και στα επιφανειακά ύδατα κατά τη διάρκεια του γεωλογικού χρόνου.

Στον πλανήτη μας υπάρχει μια γιγάντια διαδικασία εξάτμισης-συμπύκνωσης λήψης νερού πρωτίου και εμπλουτισμού των νεφών του. Στα βουνά, από αυτά ρέει κυρίως δευτεριωμένο νερό σε ορισμένες πλαγιές και νερό εμπλουτισμένο με πρωτίιο σε άλλες. Στο σώμα των ζώων, η ισοτοπική σύσταση του νερού είναι κοντά στη σύνθεση του βρόχινου νερού στα ενδιαιτήματά τους. Για τον άνθρωπο, σημαντικές προσαρμογές σε αυτή την εξάρτηση γίνονται από λαχανικά και φρούτα που καλλιεργούνται σε άλλες κλιματολογικές και γεωγραφικές συνθήκες. Έτσι, τα τροπικά φρούτα που καλλιεργούνται κοντά στον ισημερινό έχουν χαμηλότερες τιμές 2 Η και 18 Ο. Όλο το δευτέριο στο συνηθισμένο νερό έχει τη μορφή HDO και όχι D 2 O. Η αιθυλική αλκοόλη είναι επίσης ένας καλός συσσωρευτής δευτερίου.

Τώρα είναι σαφές γιατί είναι τόσο σημαντικός ο καθαρισμός του νερού από βαριά ισότοπα και, πρώτα απ 'όλα, από δευτέριο, τρίτιο και 18 Ο. Ωστόσο, μέχρι πρόσφατα, δεν υπήρχε αποτελεσματικός καθαρισμός των αποβλήτων βαρέος νερού που είχαν μολυνθεί με τρίτιο και άλλα βαριά ισότοπα. . Ως εκ τούτου, η διάθεση των αποβλήτων βαρέος νερού στην πυρηνική βιομηχανία ήταν ένα σοβαρό πρόβλημα. ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ πρόβλημα, αναστέλλοντας την εισαγωγή νέων περισσότερων αποτελεσματικούς τύπουςπυρηνικούς αντιδραστήρες.

Νωρίτερα στον ιστότοπό μας αναφέραμε μεθόδους βιομηχανικής παραγωγής νερού με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο με χρήση μεθόδων κατάψυξης-εξάτμισης και ηλεκτρόλυσης υπό κενό.....

Μια τόσο σημαντική ποσότητα βαρέων και ραδιενεργών ισοτόπων υδρογόνου και οξυγόνου στη σύνθεση του νερού, που είναι η μήτρα της ζωής, βλάπτει τα γονίδιά του με την έναρξη της εφηβείας, προκαλεί διάφορες ασθένειες, καρκίνο και ξεκινά τη γήρανση του σώματος.

Τεράστια ζημιά στη γονιδιακή δεξαμενή από ραδιενεργά και βαριά ισότοπα υδρογόνου και οξυγόνου στο νερό μπορεί να προκαλέσει την εξαφάνιση φυτικών, ζωικών και ανθρώπινων ειδών. Σύμφωνα με πολλούς επιστήμονες, ο άνθρωπος κινδυνεύει ακόμη και με εξαφάνιση αν δεν στραφεί στο να πίνει ελαφρύ νερό, εξαντλημένο σε ραδιενεργά και βαριά ισότοπα 18 O και 2 H. Γι' αυτό, στις αρχές του 21ου αιώνα, ακούστηκαν φωνές μεταξύ επιστήμονες για πλήρης αποκλεισμόςβαριά ισότοπα δευτερίου 2Η και οξυγόνου 18Ο από το πόσιμο νερό που καταναλώνεται.

Η αφαίρεση βαρέων ισοτόπων δευτερίου και οξυγόνου από το συνηθισμένο πόσιμο νερό δεν είναι εύκολη υπόθεση. Επιτυγχάνεται μέσω διαφόρων φυσικές και χημικές μεθόδους– ανταλλαγή ισοτόπων, ηλεκτρόλυση, κατάψυξη υπό κενό ακολουθούμενη από απόψυξη, διόρθωση, φυγοκέντρηση. Αυτές οι μέθοδοι έχουν συζητηθεί αρκετές φορές στον ιστότοπό μας.

Η πρώτη βιομηχανική εγκατάσταση για την παραγωγή ελαφρού νερού με 30-35% μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο και τρίτιο δημιουργήθηκε από τους Ουκρανούς επιστήμονες G.D. Berdyshev και I.N. Varnavsky μαζί με το Ινστιτούτο Πειραματικής Παθολογίας, Ογκολογίας και Ραδιοβιολογίας που πήρε το όνομά του. R. Kavetsky RAS της Ουκρανίας. Σε αυτό μοναδική εγκατάστασηπροβλέπεται η λήψη πάγου από το νερό της πηγής με κατάψυξη ψυχρού ατμού που εξάγεται από το νερό της πηγής, που ακολουθείται από τήξη αυτού του πάγου σε υπέρυθρο και υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ, μικροκορεσμός νερού τήγματος με ειδικά αέρια και μέταλλα.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι σε θερμοκρασίες μεταξύ 0-1,8°C, τα μόρια του νερού με δευτέριο και τρίτιο, σε αντίθεση με το νερό πρωτίου, βρίσκονται σε μια μετασταθερή-στερεή ανενεργή κατάσταση. Αυτή η ιδιότητα βασίζεται στον κλασματικό διαχωρισμό του ελαφρού και του βαρέως νερού δημιουργώντας ένα κενό αέρα πάνω από την επιφάνεια του νερού σε αυτή τη θερμοκρασία. Το νερό του πρωτίου εξατμίζεται γρήγορα και στη συνέχεια δεσμεύεται από τη συσκευή κατάψυξης, μετατρέποντας σε χιόνι και πάγο. Το βαρύ νερό, όντας σε ανενεργή στερεά κατάσταση και με σημαντικά χαμηλότερη μερική πίεση, παραμένει στη δεξαμενή εξάτμισης του νερού πηγής μαζί με άλατα βαρέων μετάλλων, προϊόντα πετρελαίου, απορρυπαντικά και άλλες επιβλαβείς και τοξικές ουσίες διαλυμένες στο νερό.

Η εξάρτηση της πίεσης ατμών πάνω από την ανοιχτή επιφάνεια (καθρέφτη) του νερού από τη θερμοκρασία σε κανονική πίεση είναι γνωστή. Έτσι, στους 0°C η τάση ατμών είναι 4,6 mm Hg. Με αύξηση της θερμοκρασίας του νερού στους +10 ° C, η πίεση του ατμού αυξάνεται στα 9,2 mm Hg, δηλαδή δύο φορές, και στους 100 ° C αντιστοιχεί σε 760 mm Hg. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι με αύξηση της θερμοκρασίας από 0°C σε 40°C, η τάση ατμών πάνω από την επιφάνεια του νερού αυξάνεται 10 φορές και στους 100°C - 160 φορές. Η ένταση της εξάτμισης ελαφρού και βαρέος νερού συσχετίζεται ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη σπανίωση πάνω από την επιφάνεια του νερού. Τα δεδομένα που ελήφθησαν σε εργαστηριακές συνθήκες υποδεικνύουν σημαντική επίδραση της θερμοκρασίας του νερού πριν από την εξάτμισή του στην περιεκτικότητα σε δευτέριο στο νερό τήξης που λαμβάνεται από παγωμένο ψυχρό ατμό.

Είναι γνωστό ότι το νερό από το χιόνι ή τον πάγο με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο έχει βιολογικά ενεργές ιδιότητες, τα οποία έχουν ευεργετική επίδραση σε όλα τα έμβια όντα - φυτά, ζώα και ανθρώπους. Η βιολογική δραστηριότητα του λιωμένου νερού μπορεί να αυξηθεί σημαντικά συνδυάζοντας ορισμένες επιρροές σε αυτό, για παράδειγμα, τη ροή υπεριώδεις ακτίνες. Η προτεινόμενη λύση περιλαμβάνει υπεριώδη και υπέρυθρη ακτινοβολία του πάγου κατά την τήξη του. Αυτό σας επιτρέπει να αποκτήσετε λιώσει νερόιδιότητες παρόμοιες με το λιωμένο νερό, για παράδειγμα, κατά την ηλιακή ακτινοβολία πάγου σε κορυφές βουνών.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια εικόνα της εγκατάστασης VIN-4 "Nadiya" για την παραγωγή ιαματικού λιωμένου πόσιμου νερού με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο και τρίτιο. Το περίβλημα 1 περιέχει μια δεξαμενή εξάτμισης 2 για το νερό πηγής με μια συσκευή θέρμανσης 3 και μια συσκευή για ψύξη νερού 4. Υπάρχει επίσης μια βαλβίδα 5 για την παροχή νερού στον εξατμιστή και μια βαλβίδα b για την αποστράγγιση των υπολειμμάτων αποβλήτων εμπλουτισμένη σε βαριά ισότοπα υδρογόνου.

Σχηματική αναπαράσταση της εγκατάστασης VIN-4 “Nadiya” σε δύο προεξοχές: κατά μήκος - Εικ.1 και κατά μήκος - Εικ.2.

Το περίβλημα 1 περιέχει μια συσκευή 7 για τη συμπύκνωση και την κατάψυξη ψυχρού ατμού με τη μορφή ενός συνόλου σωληνοειδών στοιχείων με λεπτό τοίχωμα που συνδέονται με μια αντλία για την άντληση ψυκτικού μέσου μέσω αυτών. Η συσκευή 7 μαζί με πηγές υπεριώδους ακτινοβολίας 8 και υπέρυθρης ακτινοβολίας 9 τοποθετούνται πάνω από το δοχείο 10 για τη συλλογή νερού τήξης. Η εσωτερική κοιλότητα του περιβλήματος 1 συνδέεται μέσω ενός σωλήνα 11 με μια πηγή κενού αέρα, για παράδειγμα, με μια αντλία μπροστινού κενού τύπου VN-1MG. Επιπλέον, το περίβλημα 1 είναι εξοπλισμένο με μια συσκευή 12 για την παροχή καθαρού αέρα ή μείγματος ειδικών αερίων στην εσωτερική του κοιλότητα.

Η εγκατάσταση VIN-4 είναι εξοπλισμένη με ένα σύστημα θερμικού ελέγχου στην κοιλότητα της δεξαμενής εξάτμισης 2 για τον έλεγχο της καθορισμένης θερμοκρασίας της διαδικασίας εξάτμισης του αρχικά επεξεργασμένου νερού. Το περίβλημα 1 έχει θυρίδες για την παρακολούθηση των διαδικασιών εξάτμισης, κατάψυξης κρύου ατμού και τήξης πάγου -13 και 14. Η δεξαμενή 10 είναι εξοπλισμένη με βαλβίδες 15 για την αποστράγγιση του νερού τήξης και έναν σωλήνα 16 για σύνδεση με το μπλοκ για τη διαμόρφωση της δομής και ιδιότητες του λιωμένου νερού 17. Το μπλοκ 17 περιλαμβάνει ένα εσωτερικό κωνικό δοχείο 18 με ορυκτά. Στην έξοδο της δεξαμενής 19 υπάρχει ένα φίλτρο 20 και μια βαλβίδα αποστράγγισης 21.

Η αρχή λειτουργίας της εγκατάστασης είναι η εξής. Από την παροχή νερού, η δεξαμενή του εξατμιστή 2 γεμίζει με νερό και το ψυκτικό μέσο αντλείται μέσω της συσκευής 4. Όταν επιτευχθεί η καθορισμένη θερμοκρασία, που δεν υπερβαίνει τους +10°C, η διαδικασία ψύξης με νερό διακόπτεται. Το περίβλημα 1 σφραγίζεται και ο αέρας αρχίζει να αντλείται μέσω του σωλήνα P για να δημιουργηθεί κενό στον εσωτερικό όγκο του περιβλήματος εγκατάστασης. Η δημιουργία κενού συνοδεύεται, πρώτα, από την έντονη απελευθέρωση αερίων που είναι διαλυμένα σε αυτό από όλο τον όγκο του νερού της πηγής και την απομάκρυνσή τους, και στη συνέχεια από έντονο σχηματισμό ατμού μέχρι το βρασμό του νερού, που παρατηρείται μέσα από φινιστρίνια 13. και 14. Ο κρύος ατμός που προκύπτει συμπυκνώνεται και παγώνει στην επιφάνεια των μορφοποιημένων στοιχείων του καταψύκτη 7. Όταν το πάχος του πάγου φτάσει δεδομένη αξία, η διαδικασία εξάτμισης διακόπτεται. Η μπροστινή αντλία κενού απενεργοποιείται, οι πηγές υπεριώδους ακτινοβολίας 8 και υπέρυθρης ακτινοβολίας 9 ενεργοποιούνται και μέσω της συσκευής 12 εισάγεται καθαρός αέρας ή μια ειδικά παρασκευασμένη σύνθεση ενεργοποιημένων αερίων στην κοιλότητα του περιβλήματος 1. φέρτε την πίεση στο περίβλημα 1 σε επίπεδο ή πάνω από την ατμοσφαιρική. Το υπόλοιπο νερό στο δοχείο 2, εμπλουτισμένο σε βαριά ισότοπα, χύνεται μέσω της βαλβίδας 6 σε χωριστά δοχεία ή χύνεται έξω. Καθώς ο πάγος ακτινοβολείται και λιώνει, το νερό του τήγματος εισέρχεται στο δοχείο 10 και μετά στο μπλοκ 17 για να σχηματίσει τη δομή και τις ιδιότητες του τήγματος νερού. Περνώντας μέσα από τα ορυκτά των εσωτερικών 18 και εξωτερικών 19 κωνικών δοχείων και στη συνέχεια μέσω του φίλτρου 20, το λιωμένο νερό ολοκληρώνει το ταξίδι του, αποκτώντας ειδικές ζωογόνες και θεραπευτικές ιδιότητες.

Μια παρόμοια συσκευή για την παραγωγή βιολογικά πόσιμου ενεργού νερού με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο σχεδιάστηκε το 2000 από τους Ρώσους επιστήμονες Yu.E. Sinyak. Gaidadymov V.B. και Grigoriev A.I. από το Ινστιτούτο Ιατρικών και Βιολογικών Προβλημάτων. Το συμπύκνωμα ή το απόσταγμα ατμοσφαιρικής υγρασίας αποσυντίθεται σε ηλεκτρολύτη με στερεό ηλεκτρολύτη ανταλλαγής ιόντων. Τα προκύπτοντα αέρια ηλεκτρόλυσης μετατρέπουν το νερό και συμπυκνώνονται. Η ηλεκτρόλυση πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 60-80 o C. Το υδρογόνο ηλεκτρόλυσης υποβάλλεται σε ανταλλαγή ισοτόπων με υδρατμούς σε υδρογόνο σε έναν καταλύτη σε φορέα ενεργού άνθρακα που περιέχει 4-10% φθοροπλαστικό και 2-4% παλλάδιο ή πλατίνα. Οι υδρατμοί απομακρύνονται από το προκύπτον υδρογόνο και οξυγόνο ηλεκτρόλυσης περνώντας το από μεμβράνες ανταλλαγής ιόντων, τα αέρια ηλεκτρόλυσης που καθαρίζονται από το δευτέριο μετατρέπονται σε νερό, το τελευταίο καθαρίζεται περαιτέρω και στη συνέχεια ανοργανοποιείται με επαφή με ανθρακικά υλικά που περιέχουν ασβέστιο-μαγνήσιο. κυρίως δολομίτης.

Στον αντιδραστήρα ανταλλαγής ισοτόπων D 2 / H 2 O, χρησιμοποιείται ενεργός άνθρακας PAH-SV, προωθημένος με 2-4% παλλάδιο και 4-10% φθοροπλαστικό σε θερμοκρασία ηλεκτρόλυσης. Το υδρογόνο ηλεκτρόλυσης διέρχεται μέσω του καταλύτη, η ανταλλαγή ισοτόπων D 2 / H 2 O λαμβάνει χώρα με υδρατμούς που περιέχονται σε υδρογόνο, που σχηματίζονται στη θερμοκρασία ηλεκτρόλυσης (60-80 o C). Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε τον βαθμό ανταλλαγής ισοτόπων D 2 / H 2 O, ο οποίος αυξάνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας της ανταλλαγής ισοτόπων και εξαλείφει το πρόσθετο κόστος ενέργειας για την εξάτμιση του νερού.

Η συσκευή περιέχει έναν ηλεκτρολύτη με έναν στερεό ηλεκτρολύτη ανταλλαγής ιόντων που βρίσκεται ανάμεσα σε μια πορώδη άνοδο και μια κάθοδο, έναν μετατροπέα αερίων ηλεκτρόλυσης σε νερό, έναν πυκνωτή του τελευταίου και έναν συλλέκτη νερού χωρίς δευτέριο. Επιπλέον, η συσκευή είναι επιπλέον εξοπλισμένη με στεγνωτήρα οξυγόνου, αντιδραστήρα ανταλλαγής ισοτόπων D 2 / H 2 O και κλιματιστικό νερού. Τα εξωτερικά τοιχώματα του αντιδραστήρα και του ξηραντικού σχηματίζονται από μεμβράνες ανταλλαγής ιόντων, επιπλέον, το ξηραντικό οξυγόνου περιέχει μια ιοντοανταλλακτική ρητίνη ανταλλαγής κατιόντων και το ρυθμιστικό νερού σχηματίζεται από ένα φίλτρο με συσφιγμένα μικτά στρώματα ιοντοανταλλακτικής υλικών, ένα προσροφητικό και ένα μεταλλοποιητή που περιέχει κοκκώδη υλικά ανθρακικού ασβεστίου-μαγνήσιου. Αυτό παράγει πόσιμο νερό που είναι βαθιά εξαντλημένο σε δευτέριο και έχει μεγάλη βιολογική δραστηριότητα.

Αυτή η εγκατάσταση, σχεδιασμένη από Ρώσους επιστήμονες, λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο. Το καθαρισμένο συμπύκνωμα ή απόσταγμα ατμοσφαιρικής υγρασίας εισέρχεται στον θάλαμο ανόδου του ηλεκτρολύτη με έναν στερεό ηλεκτρολύτη ανταλλαγής ιόντων, όπου η διαδικασία ηλεκτρόλυσης πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 60-80 o C. Οξυγόνο και υδρογόνο χωρίς δευτέριο με υδρατμούς που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της ηλεκτρόλυσης τροφοδοτούνται σε ένα ξηραντικό οξυγόνου και σε έναν αντιδραστήρα ανταλλαγής ισοτόπων, τα εξωτερικά πλευρικά τοιχώματα του οποίου σχηματίζονται από μεμβράνες ανταλλαγής ιόντων. Το νερό ενυδάτωσης ιόντων υδρογόνου μεταφέρθηκε μέσω του στερεού ηλεκτρολύτη ανταλλαγής κατιόντων και υπό πίεση εισήλθε στον συλλέκτη καθολύτη. Σε έναν καταλυτικό αντιδραστήρα ανταλλαγής ισοτόπων γεμάτο με ενεργό άνθρακα που περιέχει 4-10% φθοροπλαστικό και 2-4% παλλάδιο ή πλατίνα κατά βάρος, λαμβάνει χώρα η αντίδραση ανταλλαγής ισοτόπων D 2 / H 2 O.

Μετά την ανταλλαγή ισοτόπων, το υδρογόνο ξηραίνεται από υδρατμούς, οι οποίοι απορροφώνται και απομακρύνονται μέσω των ιονανταλλακτών του αντιδραστήρα που βρίσκονται στα εξωτερικά πλευρικά του τοιχώματα. Τα αποξηραμένα αέρια εισέρχονται στον μετατροπέα αερίων ηλεκτρόλυσης, τον καταλυτικό καυστήρα. Η φλόγα του πυρσού κατευθύνεται σε έναν συμπυκνωτή, ψύχεται σε ροή με νερό της βρύσης, όπου οι υδρατμοί συμπυκνώνονται και εισέρχονται στο κλιματιστικό για μετεπεξεργασία σε ένα φίλτρο προσρόφησης. Στη συνέχεια, το νερό ρέει σε μια συλλογή νερού που δεν περιέχει δευτέριο. Η ψύξη της συσκευής και η λειτουργία των μεμβρανών ανταλλαγής ιόντων για την ξήρανση των αερίων ηλεκτρόλυσης από τους υδρατμούς πραγματοποιείται από έναν ανεμιστήρα.

Συμπυκνωμένο βιολογικά ενεργό νερό με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο υποβλήθηκε σε ρόφηση μετά τον καθαρισμό σε ένα φίλτρο με μικτό στρώμα ιοντοανταλλακτικών υλικών (ιοντοανταλλάκτες) και προσροφητικό - ενεργό άνθρακα. Οι ιοντοανταλλάκτες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν KU-13 Pch κατιονανταλλάκτης και AV-17-1 ανταλλάκτης ανιόντων. Κατά τη διάρκεια της προσρόφησης μετά τον καθαρισμό του νερού, ο ρυθμός ογκομετρικής διήθησης διατηρήθηκε σταθερός, ίσος με 1 όγκο φίλτρου προσρόφησης ανά ώρα. Μετά τον καθαρισμό με ρόφηση, το νερό ανοργανοποιήθηκε σε δολομίτη. Το αποτέλεσμα καθαρισμού φαίνεται στους πίνακες 1 και 2.

Η παραγωγικότητα της εγκατάστασης για νερό με μειωμένες συγκεντρώσεις δευτερίου είναι 50 ml ανά ώρα. Σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας σε ένα διαστημόπλοιο, συνιστάται η μετατροπή των αερίων ηλεκτρόλυσης σε νερό σε μια κυψέλη καυσίμου, η οποία εξαλείφει τις διαδικασίες διαχωρισμού αερίου-υγρού και επιτρέπει στην ενέργεια που παράγεται στην κυψέλη καυσίμου να επιστραφεί στο σύστημα τροφοδοσίας του πλοίου .

συνέχεια στην επόμενη σελίδα

Το παρακάτω σχήμα δείχνει σχηματικά μια συσκευή για την παραγωγή βιολογικά ενεργού πόσιμου νερού με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο από συμπύκνωμα ή απόσταγμα ατμοσφαιρικής υγρασίας. Η συσκευή περιέχει ένα δοχείο 1 με συμπύκνωμα ή απόσταγμα ατμοσφαιρικής υγρασίας, το οποίο συνδέεται με τον θάλαμο ανόδου 2 ενός ηλεκτρολύτη με έναν ηλεκτρολύτη ανταλλαγής ιόντων. Ο ηλεκτρολύτης περιέχει πορώδη ηλεκτρόδια (άνοδος 2 και κάθοδος 3) από τιτάνιο επικαλυμμένο με πλατίνα. Το οξυγόνο και το υδρογόνο που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της ηλεκτρόλυσης με υδρατμούς μέσω πορωδών ηλεκτροδίων εισέρχονται στο αποξηραντικό οξυγόνου 4 και στον αντιδραστήρα ανταλλαγής ισοτόπων 5. Το ξηραντικό οξυγόνου 4 είναι γεμάτο με ιοντοανταλλακτική κατιόντα. Τα εξωτερικά τοιχώματα του στεγνωτηρίου 4 σχηματίζονται από μεμβράνες ανταλλαγής ιόντων 6. Το εισερχόμενο οξυγόνο ξηραίνεται λόγω προσρόφησης από το πληρωτικό ανταλλαγής ιόντων (κατιονεναλλάκτη) και εξάτμισης υδρατμών μέσω των μεμβρανών ανταλλαγής ιόντων 6. Τα ξηρά αέρια εισαγάγετε τον καυστήρα αερίου 9. Στη συνέχεια, οι υδρατμοί εισέρχονται στον συμπυκνωτή 10, και στη συνέχεια στο κλιματιστικό 11 για πρόσθετο καθαρισμό και ανοργανοποίηση, μετά τον οποίο το νερό εισέρχεται στον συλλέκτη νερού χωρίς δευτερίου 12. Ψύξη της συσκευής και λειτουργία του αερίου ηλεκτρόλυσης στεγνωτήρια από νερό πραγματοποιήθηκαν από τον ανεμιστήρα 7.

Μελέτες της βιολογικής δραστηριότητας του νερού χωρίς δευτέριο σε ανώτερα φυτά και ζώα έχουν δείξει ότι το νερό χωρίς δευτέριο έχει θετική βιολογική δραστηριότητα σύμφωνα με ένα σχήμα επεξεργασίας ενός σταδίου:

Αύξηση στην ποσότητα βιομάζας και σπόρων σημειώθηκε όταν τα Arabidopsis και Brassica καλλιεργήθηκαν κατά τη διάρκεια του πλήρους κύκλου της οντογένεσης χρησιμοποιώντας τα δείγματα νερού που μελετήθηκαν με αλλαγμένη ισοτοπική σύνθεση. Η παραγωγή σπόρων αυξήθηκε κατά 2-6 φορές.

Διαπιστώθηκε ότι η διατήρηση ορτυκιών από την ηλικία των 6 ημερών μέχρι τη σεξουαλική ωριμότητα σε νερό χωρίς δευτέριο οδηγεί σε επιτάχυνση της ανάπτυξης των γεννητικών οργάνων (σε μέγεθος και βάρος) και πρόοδο στη διαδικασία της σπερματογένεσης.

Οι επιστήμονες μελέτησαν αυτό το νερό για τρία χρόνια. Τα πρώτα πειράματα διεξήχθησαν σε γραμμικά ποντίκια εμβολιασμένα με καρκίνωμα πνεύμονα Lewis. Το λείψανο νερό καθυστέρησε την ανάπτυξη της διαδικασίας του καρκίνου και αύξησε την αντίσταση των ζώων. Τα πειράματα διεξήχθησαν σε 75 ποντίκια ηλικίας 3-3,5 μηνών, τα οποία χωρίστηκαν σε πέντε ομάδες των 15 ζώων η καθεμία, ανάλογα με τον τύπο του νερού που δοκιμάστηκε.

Δύο δείκτες αξίζουν ιδιαίτερης προσοχής: καθυστέρηση στη μετάσταση και απώλεια βάρους των ζώων κατά τη διάρκεια του πειράματος. Η ισχυρή διεγερτική δράση του υπολειμματικού νερού στο ανοσοποιητικό σύστημα των ζώων οδήγησε σε καθυστέρηση στην ανάπτυξη μεταστάσεων κατά 40% (!) σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου και η απώλεια βάρους στα ζώα που έπιναν νερό ήταν η μισή μέχρι το τέλος. του πειράματος.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές διευκρίνισαν τους μηχανισμούς δράσης του υπολειμματικού νερού στο σώμα του ζώου - στην αναπνοή και την οξειδωτική φωσφορυλίωση των μιτοχονδρίων του ήπατος του ποντικού, καθώς και στις αλλαγές στη σύνθεση του περιφερικού αίματος. Τέσσερις εβδομάδες μετά την έναρξη του πειράματος, η αύξηση του αριθμού των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε ένα χιλιοστόλιτρο αίματος σε ποντίκια που έπιναν νερό ανήλθε σε 657.000 κύτταρα και η περιεκτικότητα σε αιμοσφαιρίνη αυξήθηκε κατά 1,54 g%. Σημειώθηκε επίσης μια σαφής θετική επίδραση του νερού στους δείκτες κορεσμού οξυγόνου του ηπατικού ιστού: η αύξηση του pO2 ήταν 15% και το αναπνευστικό του δυναμικό αυξήθηκε κατά 1,3 φορές. Η ευεργετική επίδραση του υπολειμματικού νερού στην υγεία των ποντικών αποδείχθηκε από την αυξημένη αντίστασή τους και την αύξηση βάρους σε σύγκριση με τον έλεγχο. Για να πειστούμε για την ευεργετική επίδραση του υπολειμματικού νερού σε όλα τα έμβια όντα, ήταν επίσης απαραίτητο να δοκιμαστεί η επίδρασή του στην ανάπτυξη και ανάπτυξη των φυτών. Ως αποτέλεσμα έρευνας που διεξήχθη στο Ινστιτούτο Καλαμποκιού των ΗΑΕ, διαπιστώθηκε ότι η διεγερτική επίδραση του λειψάνου νερού στα σπορόφυτα σιταριού, λιναριού και καλαμποκιού είναι συγκρίσιμη με την επίδραση διεγερτικών για την ανάπτυξη των φυτών, όπως το fumar και το fumaran, ενώ το λειασμένο νερό έχει μια πιο έντονη διεγερτική επίδραση στα σπορόφυτα ηλίανθου.

Μελέτες της βιολογικής δραστηριότητας του υπολειμματικού νερού με διαφορετική περιεκτικότητα σε δευτέριο, που ελήφθη στην εγκατάσταση VIN-7 Nadiya, στη δραστηριότητα του σπέρματος διεξήχθησαν το 1998 στο Ινστιτούτο Οικουγιεινής και Τοξικολογίας που πήρε το όνομά του. L.Medved του Υπουργείου Υγείας της Ουκρανίας. Σε δείγματα λειψάνου νερού από την εγκατάσταση VNN-7 Nadiya, τα σπερματοζωάρια διατηρούν τη λειτουργική τους δραστηριότητα περισσότερο και αυξάνεται καθώς μειώνεται η περιεκτικότητα σε δευτέριο στο νερό. Αν λάβουμε υπόψη το γνωστό γεγονός ότι η αναπαραγωγή της ζωής συνδέεται με το δυναμικό ζωτικής δραστηριότητας των γεννητικών κυττάρων, τότε η σημασία του υπολειμματικού νερού για τις μελλοντικές γενιές θα γίνει ξεκάθαρη.

Οι ιατρικές και βιολογικές ιδιότητες του υπολειμματικού νερού μελετήθηκαν το 1995 στο Τμήμα Γενικών και μοριακή γενετικήΕθνικό Πανεπιστήμιο Κιέβου που πήρε το όνομά του. Τ. Σεφτσένκο. Η Drosophila είναι ένα ζωντανό μοντέλο αντικείμενο γενικά αναγνωρισμένο στην παγκόσμια επιστήμη για διάφορα βιολογικά και ιατρικά πειράματα. Σκοπός ήταν να μελετηθεί η επίδραση τριών τύπων νερού σε ολόκληρο τον κύκλο γέννησης και ανάπτυξης του Drosophila melanogaster της σειράς Oregon - ωοτοκία, εμφάνιση προνυμφών από αυγά, νύμφες από προνύμφες και ενήλικες (imagoes) από νύμφες.

Για πρώτη φορά, ανακαλύφθηκαν γεροπροστατευτικές (αναζωογονητικές), ραδιοπροστατευτικές και αντιμεταλλαξιογόνες επιδράσεις της έκθεσης σε υπολειμματικό νερό με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο 5% στο Drosophila κατά την ανάπτυξή του.

Έχοντας λάβει θετικά αποτελέσματα από πειράματα στο Drosophila, οι επιστήμονες συνέχισαν την έρευνα σε θερμόαιμα ζώα. Αυτό διευκολύνθηκε επίσης από το ενδιαφέρον των ειδικών για την υποστήριξη της ζωής για κοσμοναύτες (Ινστιτούτο Ιατρικών και Βιολογικών Προβλημάτων, Μόσχα), οι οποίοι μεταφέρθηκαν για συγκριτική έρευναδείγματα νερού με μειωμένη (60%) περιεκτικότητα σε δευτέριο.

Το 1998, διεξήχθη μια μελέτη για την επίδραση του νερού με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο, που ελήφθη με τη χρήση τεχνολογίας ηλεκτρόλυσης στο Ινστιτούτο Ιατρικών και Βιολογικών Προβλημάτων και του νερού που ελήφθη με τη χρήση τεχνολογίας κενού στην εγκατάσταση VIN-7 Nadiya, στο ανοσοποιητικό σύστημα ινδικά χοιρίδια.

Υποτίθεται ότι έπρεπε να προσδιορίσει ποιο νερό έχει υψηλότερη βιολογική δραστηριότητα που έχει ευεργετική επίδραση στο ανοσοποιητικό σύστημα - νερό ηλεκτρόλυσης, καθαρισμένο από δευτέριο κατά 60%, ή υπολειμματικό νερό από Nadiya με μειωμένη συγκέντρωση δευτερίου μόνο κατά 9%;

Κατά τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης, το νερό με 60% μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο διατηρεί τις αρνητικές ιδιότητες του απεσταγμένου νερού (έλλειψη ανοργανοποίησης, αυξημένη περιεκτικότητα σε διαλυμένα αέρια, διαταραγμένη μοριακή δομή του νερού). Είναι μόνο η πρώτη ύλη για την απόκτηση πόσιμου νερού για τους αστροναύτες.

Το πλεονέκτημα της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης είναι η πιθανή απομάκρυνση του δευτερίου (έως και 90%), γι' αυτό και χρησιμοποιείται για πειράματα σε ζώα και φυτά.

Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία κενού για την παραγωγή νερού με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο, λαμβάνεται πόσιμο νερό με μικροοργανισμό με μειωμένη περιεκτικότητα σε αέρια διαλυμένα σε αυτό και με διατεταγμένη δομή που μοιάζει με πάγο.

Για το πείραμα, οι επιστήμονες πήραν 12 ώριμα ινδικά χοιρίδια. Νερό, παρόμοιο στις ιδιότητες του με το φυσιολογικό διάλυμα, προστέθηκε στην καλλιέργεια λεμφοκυττάρων της ομάδας ελέγχου 1. Στα λεμφοκύτταρα της ομάδας 2 προστέθηκε νερό ηλεκτρόλυσης. Στην τρίτη ομάδα χρησιμοποιήθηκε νερό από την εγκατάσταση VIN-7 "Nadiya". Η τέταρτη ομάδα αποτελούνταν από βαρύ νερό με αυξημένη περιεκτικότητα σε δευτέριο 40%.

Η ανοσολογική κατάσταση των ζώων αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας τέσσερα τεστ αποδεκτά στην παγκόσμια ανοσολογία: E-ROK - αποκαλύπτει την ικανότητα δέσμευσης ξένων κυττάρων. FG-NG - χαρακτηρίζει την ικανότητα των κοκκιοκυττάρων ουδετερόφιλων (NG) σε φαγοκυττάρωση (PG). FG - MF - καθορίζει την ικανότητα των μακροφάγων (MF) σε φαγοκυττάρωση. Το τέταρτο τεστ αντιπροσωπεύει τη φονική δραστηριότητα των Τ-λεμφοκυττάρων, την ικανότητά τους να σκοτώνουν όλα τα κύτταρα του σώματος που έχουν αλλάξει ως αποτέλεσμα μετάλλαξης.

Σημειώθηκε μια σημαντική ανοσοδιεγερτική δράση που είχε το λειασμένο νερό από την εγκατάσταση VIN-7 Nadiya (Νο. 3). Παρά το επίπεδο μείωσης του δευτερίου κατά 9%, έδειξε τη μεγαλύτερη διεγερτική επίδραση στο ανοσοποιητικό σύστημα των ινδικών χοιριδίων, ξεπερνώντας από κάθε άποψη το νερό ηλεκτρόλυσης (Νο 2) με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτερίου κατά 60%. Το βαρύ νερό είχε ισχυρή καταθλιπτική επίδραση στην ανοσία των ζώων.

Πώς επηρεάζει τα ζώα το νερό με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο; Την απάντηση σε αυτό το ερώτημα έδωσε ο Ακαδημαϊκός της Ουκρανίας V.I. Μπαντίν. Μέτρησε τη δυναμική της μείωσης της περιεκτικότητας σε δευτερίου στο σώμα μόσχων 4 μηνών που τρέφονταν με νερό με μειωμένη περιεκτικότητα σε δευτέριο.

Για το πείραμα επιλέχθηκαν τρία υγιή μοσχάρια ηλικίας 4 μηνών. Κάθε ένα από αυτά τοποθετήθηκε σε ξεχωριστό στασίδι. Πριν από το πείραμα, λήφθηκαν δείγματα ούρων, αίματος και μαλλιών από τα ζώα. Τα ζώα μετρήθηκαν για να προσδιοριστεί το βάρος. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, τα μοσχάρια τράφηκαν με σανό (1,5-2 kg/ημέρα) και μικτές ζωοτροφές (2 kg/ημέρα). Και τροφοδοτήθηκαν με καθαρό νερό με την προσθήκη βαρέος νερού με γνωστή μετατόπιση ισοτόπων πρωτίου/δευτερίου.

Στη συνέχεια, τη δεύτερη, την πέμπτη και την έβδομη ημέρα του πειράματος, λήφθηκαν ούρα και αίμα από τα ζώα, στα οποία προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα σε δευτέριο, καθώς και μακρο και μικροστοιχεία. Κάθε μέρα μετρούνταν ο σφυγμός, ο αναπνευστικός ρυθμός και η θερμοκρασία του σώματος των μοσχαριών. Καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος, τα μοσχάρια παρακολουθούνταν από κτηνίατρο και κτηνοτρόφο.

Διαπιστώθηκε ότι η συγκέντρωση του δευτερίου στα ούρα των ζώων πριν από το πείραμα ήταν περίπου ίση με τη συγκέντρωση του δευτερίου στο νερό της περιοχής της Μόσχας.

Οι επιστήμονες κατέληξαν στα ακόλουθα συμπεράσματα:

Η κατανάλωση νερού με έλλειψη δευτερίου από τα ζώα οδηγεί σε αλλαγές στην ισοτοπική σύνθεση του νερού των ούρων.

Η κατανάλωση καθαρού νερού από τα ζώα οδήγησε σε μείωση της συγκέντρωσης ασβεστίου στα ούρα.

Καταγράφηκε μείωση στην περιεκτικότητα των μαλλιών σε ασβέστιο, μαγνήσιο και κάδμιο.

Υπήρξε αύξηση στη συγκέντρωση της κρεεννίνης στα ούρα και στον ορό του αίματος ενώ διατηρήθηκε η αναλογία συγκέντρωσης αίματος/ούρων.

Τα μοσχάρια που έπιναν νερό με εξάντληση δευτερίου διέφεραν από τα συνηθισμένα μοσχάρια στην ευκινησία και την υψηλή κινητικότητά τους.

Η επίδραση του ισοτόπου του δευτερίου μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να ανασταλεί βιοχημικές διεργασίεςστον οργανισμό. Ωστόσο, έως ότου συγκεντρωθούν πρωτογενείς πληροφορίες στον τομέα της τοξικολογίας του δευτερίου, είναι πολύ επικίνδυνο να μελετηθεί η επίδρασή του στον άνθρωπο. Το πρώτο βήμα στην πρακτική χρήση του νερού που δεν περιέχει δευτέριο μπορεί να είναι η χρήση λιωμένου νερού στη διατροφή του προσωπικού στην παραγωγή βαρέος νερού ως προφυλακτικός παράγοντας.

Στη Ρωσία, παράγονται επίσης ανάλογα λειψάνων νερού - νερό με χαμηλή περιεκτικότητα σε δευτέριο, ελαφρύ νερό "Langvey" και ελαφρύ νερό "Protius", όπου οι επιστήμονες που κάποτε εργάζονταν στο ακαδημαϊκά ιδρύματα, και ενθουσιώδεις που αποφάσισαν να επενδύσουν χρήματα και κόπο στο νερό του μέλλοντος. Έθεσαν ως στόχο να δημιουργήσουν παραγωγή ελαφρού νερού που είναι πιο αποτελεσματική από τα υπάρχοντα δυτικά ανάλογα.

Το ελαφρύ νερό είναι υποπροϊόνπαραγωγή βαρέος νερού που χρησιμοποιείται στην πυρηνική βιομηχανία ως μετριαστής νετρονίων. Τα τελευταία χρόνια, σε σχέση με έρευνες που αποδεικνύουν την εξαιρετική χρησιμότητα του ελαφρού νερού (βλ., για παράδειγμα, www.langvey.ru) για τον ανθρώπινο οργανισμό, ειδικά για την πρόληψη και τη θεραπεία του καρκίνου, έχει εμφανιστεί ελαφρύ νερό που προορίζεται για πόση. εγχώρια αγορά. Η περιεκτικότητα σε δευτέριο σε αυτό, που καθορίζει την ποιότητα και το κόστος του, κυμαίνεται από 25 ppm (μέρη ανά εκατομμύριο) σε βήματα των 20-30 ppm. Λόγω της υψηλής έντασης εργασίας της παραγωγής, ένα λίτρο ελαφρού νερού στην αγορά κοστίζει από αρκετές δεκάδες δολάρια ΗΠΑ και άνω.

Η πρώτη εταιρεία χρησιμοποιεί την αρχική τεχνολογία της μεθόδου επεξεργασίας νερού με φυγόκεντρο-δίνη, η δεύτερη εταιρεία χρησιμοποιεί την τεχνολογία βαθύ καθαρισμού του νερού από δευτέριο και τρίτιο χρησιμοποιώντας τη μέθοδο απόσταξης στήλης. Η διόρθωση νερού είναι μια πολύπλοκη διαδικασία μεταφοράς μάζας που πραγματοποιείται σε συσκευές στήλης αντίθετης ροής με στοιχεία επαφής - παρεμβύσματα ή πλάκες. Κατά τη διαδικασία διόρθωσης του νερού, λαμβάνει χώρα μια συνεχής ανταλλαγή μεταξύ των μορίων της φάσης υγρού και ατμού που κινούνται μεταξύ τους.

Σε αυτή την περίπτωση, η υγρή φάση εμπλουτίζεται με ένα συστατικό υψηλότερου βρασμού και η φάση ατμού με ένα χαμηλότερο σημείο βρασμού - βαρύ νερό και άλλα βαριά ισότοπα τριτίου 3 Η και οξυγόνου 18 Ο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ανόρθωση πραγματοποιείται σε αντίθετη ροή συσκευές στήλης με διάφορα στοιχεία επαφής - ακροφύσια ή πλάκες. Η διαδικασία μεταφοράς μάζας συμβαίνει σε όλο το ύψος της στήλης μεταξύ της αναρροής που ρέει προς τα κάτω και του ατμού που ανέρχεται προς τα πάνω. Για να ενταθεί η διαδικασία μεταφοράς μάζας, χρησιμοποιούνται στοιχεία επαφής - ακροφύσια και πλάκες, γεγονός που επιτρέπει την αύξηση της επιφάνειας μεταφοράς μάζας. Όταν χρησιμοποιείτε ένα ακροφύσιο, το υγρό ρέει σε μια λεπτή μεμβράνη πάνω από την επιφάνειά του· όταν χρησιμοποιείτε πλάκες, ο ατμός περνά μέσα από ένα στρώμα υγρού στην επιφάνεια των πλακών.

Ρύζι. αριστερά - Διάγραμμα στήλης απόσταξης

Ρύζι. στα δεξιά - Μια πειραματική μονάδα απόσταξης για την αποπρωτεϊνοποίηση του κοινού νερού, που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Διαχωρισμού Ισοτόπων Υδρογόνου της Αγίας Πετρούπολης. Φωτογραφία από το sitenrd.pnpi.spb.ru/lriv/home_rus.htm

Η στήλη διόρθωσης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας το διάγραμμα βρασμού νερού για τις δεδομένες παραμέτρους διόρθωσης - σύνθεση του νερού πηγής, πυθμένας, απόσταγμα, παραγωγικότητα και πίεση λειτουργίας στη στήλη. Στη συνέχεια επιλέγεται ο τύπος των δίσκων, προσδιορίζεται η ταχύτητα ατμού, η διάμετρος της στήλης, οι συντελεστές μεταφοράς μάζας, το ύψος της στήλης και η υδραυλική αντίσταση των δίσκων. Μετά από αυτό, υπολογίζονται οι λειτουργικές ιδιότητες, καθώς και οι οικονομικοί δείκτες χρήσης της στήλης απόσταξης. Στην πράξη, για βαθύτερο καθαρισμό του νερού από ισότοπα, δεν χρησιμοποιείται μία στήλη απόσταξης, αλλά μια ολόκληρη σειρά - μια μπαταρία στηλών 20 χωριστών στηλών.

Ρύζι . Γενική άποψη μιας μπαταρίας στηλών απόσταξης για το διαχωρισμό των μορίων του νερού σε "ελαφριά" και "βαριά". Φωτογραφία από το sitewww.langvey.ru

Ελαφρύ πόσιμο νερό "Langvey" παράγεται με ποικίλη περιεκτικότητα σε υπολειμματικό δευτέριο (από 125 έως 50 ppm). Συσκευάζεται σε φιάλες PET χωρητικότητας 0,55 l και 1,5 l) και προορίζεται για πόση και μαγείρεμα. Με βάση τις κλινικές δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στο Ρωσικό Επιστημονικό Κέντρο Αποκατάστασης και Ουρορθολογίας και στο Ινστιτούτο Ομορφιάς, το ελαφρύ πόσιμο νερό Langvey συνιστάται ως καθημερινό ρόφημα για την ομαλοποίηση του μεταβολισμού των υδατανθράκων και των λιπιδίων, την αρτηριακή πίεση, τη διόρθωση βάρους και τη βελτίωση της λειτουργίας του του γαστρεντερικού σωλήνα, αυξάνοντας τον ρυθμό ανταλλαγής νερού και απομακρύνοντας τα απόβλητα και τις τοξίνες από το σώμα.

Τραπέζι. Συγκριτικά χαρακτηριστικά του ελαφρού πόσιμου νερού "Langvey" και μεταλλικά νεράδιάσημες μάρκες

Όνομα ορυκτού νερό

ΠΝ

Συγκέντρωση κύριων ιόντων, mg/l

Συμπυκνωμένος walkie-talkie δευτέριο, ppm

Κατιόντα

Ανιόντα

Ca 2+

Mg 2+

Να +

κ +

Fe 2+/3+

HCO 3 -

Cl -

φά -

ΕΤΣΙ 4 2-

ΟΧΙ 3 -

Langvey

Μοσχοβόλα

Δεν ρυθμίζεται

Αυτή η τεχνολογία καθιστά δυνατό τον καθαρισμό του φυσικού νερού από το δευτέριο σε τιμές καταγραφής της τάξης των 1-2 ppm. Αυτό είναι πραγματικά χημικά καθαρό ελαφρύ νερό μιας δεδομένης ισοτοπικής σύνθεσης. Επιπλέον, η παραγωγικότητα του καθαρισμού του νερού με αυτή τη μέθοδο είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από οποιαδήποτε άλλη μέθοδο, γεγονός που, κατά συνέπεια, μειώνει το κόστος του. Με μεγάλης κλίμακας παραγωγή ελαφρού νερού, στο μέλλον θα είναι διαθέσιμο σε οποιονδήποτε.

Επί του παρόντος, σε όλες τις χώρες του κόσμου γίνονται εργασίες για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού. Ωστόσο, οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις επεξεργασίας και οι τεχνολογίες επεξεργασίας νερού δεν μπορούν να ανταπεξέλθουν στα καθήκοντά τους. Γι' αυτό προέκυψαν διάφορους τρόπουςκαι συσκευές για τον καθαρισμό ισοτόπων του πόσιμου νερού από δευτέριο. Σε γενικές γραμμές, όλες αυτές οι συσκευές, ανεξάρτητα από το πόσο τέλειος είναι ο καθαρισμός, δεν μπορούν να κάνουν τίποτα για τη γενετική μνήμη του νερού, η οποία εκδηλώνεται με την ικανότητα του νερού να διατηρεί ένα ίχνος δράσης σε αυτό. μοριακή δομήόλες οι προσμίξεις, συμπεριλαμβανομένων των ισοτόπων.

Δεν είναι απλή εργασία. Ωστόσο, πολλά χρόνια εργασίας, ένας τεράστιος αριθμός πειραμάτων και τεχνολογικών εξελίξεων οδήγησαν τους επιστήμονες στον στόχο: απόκτηση ελαφρού νερού καθαρότητας κρυστάλλου με βαθύ καθαρισμό από δευτέριο, βέλτιστη σύνθεση ορυκτών και φυσική δομή που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα βαθιάς ανόρθωσης.

Σε μελλοντικά πειράματα, σχεδιάζεται ότι οι αστροναύτες σε διαπλανητικές πτήσεις θα πίνουν «ελαφρύ νερό» στο διάστημα - νερό από το οποίο έχουν αφαιρεθεί βαριά ισότοπα υδρογόνου και οξυγόνου και το οποίο έχει θετικά βιολογικά αποτελέσματα, ιδίως προστατεύοντας το σώμα από την ακτινοβολία.

Όπως ανέφερε ο Γιούρι Σινιάκ, καθηγητής στο Ινστιτούτο Ιατρικών και Βιολογικών Προβλημάτων, σε μια διάσκεψη στη Μόσχα αφιερωμένη στην ανάπτυξη συστημάτων υποστήριξης της ζωής για διαστημικές πτήσεις, μελέτες έχουν δείξει ότι το «ελαφρύ νερό», όπου λείπει δευτέριο και βαρύ οξυγόνο ή η περιεκτικότητά τους είναι σημαντικά μειωμένη, αντίθετα, έχουν μια σειρά από ευεργετικές βιολογικές ιδιότητες.

Σε πειράματα στο Ινστιτούτο Ιατρικών και Βιολογικών Προβλημάτων, αποδείχθηκε ότι το ελαφρύ νερό προστατεύει από την ακτινοβολία: τα ποντίκια που έλαβαν σημαντική δόση ακτινοβολίας είχαν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής αν έπιναν ελαφρύ νερό.

Επιπλέον, ανακαλύφθηκαν οι αντικαρκινικές ιδιότητες του ελαφρού νερού - πειράματα έδειξαν ότι επιβραδύνει την ανάπτυξη ορισμένων τύπων όγκων.

Το ελαφρύ νερό είναι ένα προϊόν που είναι πολύπλοκο στη δομή και τη σύστασή του και έχει πολυφυσιολογική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό. Από αυτή την άποψη, είναι σημαντικό να εκτιμηθεί η επίδραση που θα έχει ο καθαρισμός του πόσιμου νερού από βαριά μόρια στον οργανισμό, διατηρώντας παράλληλα όλα τα άλλα συστατικά του νερού σε επίπεδα που ρυθμίζονται από τα πρότυπα υγιεινής. Λαμβάνοντας υπόψη τον ρόλο του νερού στο σώμα και τις γνωστές επιδράσεις ισοτόπων του βαριού νερού και τα αποτελέσματα που λαμβάνονται για το ελαφρύ νερό, μπορεί να αναμένεται ότι αυτός ο καθαρισμός μπορεί να έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στις ιδιότητες των βιολογικών μεμβρανών, των ρυθμιστικών συστημάτων και της ενεργειακής συσκευής ενός ζωντανού κυττάρου. Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι υπό την επίδραση βαρέος νερού, η εκκινούμενη από τη γλυκόζη απελευθέρωση ινσουλίνης από τον ιστό του παγκρέατος και τις νησίδες Langerhans αναστέλλεται και ο ρυθμός απορρόφησης οξυγόνου από τα μιτοχόνδρια των κυττάρων μειώνεται.

Το ελαφρύ νερό είναι φυσικό νερό, μερικώς ή πλήρως καθαρισμένο από βαρύ νερό και, χάρη σε αυτόν τον καθαρισμό, αποκτά μοναδικές ιδιότητες.

Η κύρια επίδραση του ελαφρού πόσιμου νερού σε ανθρώπινο σώμα– σταδιακή μείωση της περιεκτικότητας σε δευτέριο στα σωματικά υγρά λόγω αντιδράσεων ανταλλαγής ισοτόπων. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων που ελήφθησαν μας επιτρέπει να πούμε ότι ο καθαρισμός του νερού του σώματος από το βαρύ νερό με χρησιμοποιώντας εύκοληΤο πόσιμο νερό σάς επιτρέπει να βελτιώσετε τη λειτουργία των πιο σημαντικών συστημάτων του σώματος.

Η καθημερινή κατανάλωση ελαφρού πόσιμου νερού σας επιτρέπει να μειώσετε φυσικά την περιεκτικότητα σε βαρύ νερό στο ανθρώπινο σώμα λόγω των αντιδράσεων ανταλλαγής ισοτόπων. Αυτός ο μοναδικός καθαρισμός ομαλοποιεί τη λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών, βελτιώνει τη συνολική ευεξία, αυξάνει την αποτελεσματικότητα, αυξάνει ενεργειακούς πόρουςτο σώμα, προάγει την ταχεία ανάκαμψη του σώματος μετά από έντονη σωματική καταπόνηση.

Οι μοναδικές ιδιότητες του ελαφρού πόσιμου νερού έχουν επιβεβαιωθεί από έρευνες και κλινικές δοκιμές.

Ελαφρύ πόσιμο νερό:

ομαλοποιεί τον μεταβολισμό και την αρτηριακή πίεση.

μειώνει το σάκχαρο του αίματος σε ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ.

καθαρίζει αποτελεσματικά το σώμα από τις τοξίνες και τα απόβλητα.

προάγει την ταχεία επούλωση και αποκατάσταση του οστικού και μυϊκού ιστού μετά από τραυματισμούς.

έχει αντιφλεγμονώδες αποτέλεσμα.

ενισχύει την επίδραση των φαρμάκων.

προωθεί τη διόρθωση βάρους.

-προστατεύει τα κύτταρα από την ακτινοβολία.

εξαλείφει γρήγορα τα σημάδια της απόσυρσης μετά το αλκοόλ.

Βασικές ιδιότητες του ελαφρού νερού

Το ελαφρύ νερό έχει χαμηλότερο ιξώδες από το φυσικό νερό. Αυτό του επιτρέπει να διεισδύει πιο εύκολα στις κυτταρικές μεμβράνες και να αυξάνει τον ρυθμό ανταλλαγής νερού στο σώμα.

Η διαλυτότητα των ουσιών στο ελαφρύ νερό είναι υψηλότερη από ό,τι στο φυσικό νερό, γεγονός που του δίνει την ικανότητα να απομακρύνει πληρέστερα και γρήγορα τα μεταβολικά προϊόντα από το σώμα, ενώ τον καθαρίζει από άλατα βαρέων μετάλλων, τοξίνες και άλλες επιβλαβείς ουσίες.

Ο ρυθμός των ενζυματικών (καταλυτικών) αντιδράσεων στο ελαφρύ νερό είναι υψηλότερος από το συνηθισμένο νερό. Αυτό σας επιτρέπει να εντείνετε τις μεταβολικές διεργασίες και βοηθά το σώμα να ανακάμψει γρηγορότερα μετά από βαριά φορτία.

Το ελαφρύ νερό σας επιτρέπει φυσικά, χωρίς τη χρήση φαρμακευτικών ουσιών, να αυξήσετε σημαντικά τους ενεργειακούς πόρους του σώματος. Όπως φαίνεται από έρευνα από το εργαστήριο μεμβρανολογίας Κέντρο ΕπιστημώνΥγεία των παιδιών της Ρωσικής Ακαδημίας Ιατρικών Επιστημών, σε ελαφρύ νερό το επίπεδο του ATP στα κύτταρα αυξάνεται σημαντικά (κατά 30%). Ταυτόχρονα, τα κύτταρα αντιστέκονται πιο ενεργά στις επιδράσεις διαφόρων δηλητηρίων πάνω τους. Έτσι, όταν ένα κύτταρο εκτίθεται σε χημικές ουσίες που καταστέλλουν την κυτταρική αναπνοή, η επιβίωση των κυττάρων σε ελαφρύ νερό μετά από μια ώρα είναι 2 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στο διπλό απόσταγμα.

Όταν τα ζώα εκτέθηκαν σε γ-ακτινοβολία σε δόση LD50, βρέθηκε ότι το ποσοστό επιβίωσης των ζώων που κατανάλωναν ελαφρύ νερό για 15 ημέρες πριν από την ακτινοβολία ήταν 2,5 φορές υψηλότερο από ό,τι στην ομάδα ελέγχου, γεγονός που υποδεικνύει τις ισχυρές ραδιοπροστατευτικές ιδιότητες του φωτός νερό. Αυτό σημαίνει ότι πίνουν «ελαφρύ» νερό για τους κατοίκους μεγάλες πόλεις, σε συνθήκες αυξημένης ακτινοβολίας υποβάθρου, είναι σίγουρα χρήσιμο.

Έτσι, το φάσμα δράσης του ελαφρού νερού είναι πολύ ευρύ. Το γεγονός είναι ότι με την τακτική κατανάλωση ελαφρού νερού, ολόκληρο το σώμα καθαρίζεται σταδιακά από το βαρύ νερό. Αυτό συνοδεύεται από αύξηση της λειτουργικής δραστηριότητας των κυττάρων, των οργάνων και διάφορα συστήματασώμα. Οι μεταβολικές διεργασίες ομαλοποιούνται, η άμυνα και η αντίσταση του σώματος σε βλαβερές επιδράσεις αυξάνονται. Ο ρυθμός με τον οποίο το σώμα καθαρίζει το βαρύ νερό εξαρτάται από το σωματικό βάρος ενός ατόμου και την ποσότητα του ελαφρού νερού που καταναλώνεται.

Με εκτιμιση,

Ph.D. O.V. Mosin