ไฮโดรเจนในรูปแบบต่างๆ ไอโซโทปไฮโดรเจน: คุณสมบัติ ลักษณะเฉพาะ และการนำไปใช้

สร้างไอโซโทปสามตัวที่มีเลขมวล 1, 2, 3:

() - ดิวทีเรียม;

() - ไอโซโทป

โดยธรรมชาติแล้ว ไฮโดรเจนจะอยู่ในรูปของโปรเทียม (99.98%) ไฮโดรเจนธรรมชาติ 0.0156% คิดเป็นไฮโดรเจน "หนัก" - ดิวทีเรียมซึ่งมีมวลเป็นสองเท่าของโปรเทียม Protium และ Deuterium ไม่มีกัมมันตภาพรังสี

เป็นครั้งแรกที่ดิวทีเรียมได้รับในรูปของน้ำหนัก D 2 O โดยการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำธรรมชาติ

น้ำมวลหนัก D 2 O คือน้ำที่เกิดจากอะตอมของดิวทีเรียม ในคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์นั้นแตกต่างจาก H 2 O:

ปัจจุบัน ดิวทีเรียมได้มาจากส่วนผสมตามธรรมชาติโดยการแลกเปลี่ยนไอโซโทประหว่างน้ำกับไฮโดรเจนซัลไฟด์:. เพื่อให้ได้น้ำหนัก 1 ลิตร ต้องใช้น้ำ 41 ตัน และไฮโดรเจนซัลไฟด์ 135 ตัน

ปฏิกิริยาเคมีในมวลน้ำจะดำเนินไปช้ากว่าน้ำธรรมดา พันธะไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้องกับดิวเทอเรียมจะค่อนข้างแรงกว่าปกติ นํ้าหนักเป็นพิษ นํ้าหนักมีผลเสียต่อสัตว์และมนุษย์ ตัวอย่างเช่น การแทนที่ 1/3 H 2 O ด้วย D 2 O นำไปสู่การมีบุตรยาก ความไม่สมดุลของคาร์โบไฮเดรต และโรคโลหิตจาง

อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์บางชนิดสามารถอาศัยอยู่ในน้ำมวลหนัก 70% (โปรโตซัว) และแม้กระทั่งในน้ำมวลหนักบริสุทธิ์ (แบคทีเรีย) คนสามารถดื่มน้ำหนักหนึ่งแก้วโดยไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ดิวทีเรียมทั้งหมดจะถูกกำจัดออกจากร่างกายภายในสองสามวัน ในแง่นี้ น้ำมวลหนักมีความเป็นพิษน้อยกว่าเกลือแกง เป็นต้น

น้ำมวลหนักเป็นผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรมและมีจำหน่ายในปริมาณมาก การผลิตน้ำมวลหนักต้องใช้พลังงานมาก ดังนั้นต้นทุนจึงค่อนข้างสูง (ประมาณ 200 - 250 ดอลลาร์ต่อกก.)

นิวเคลียสของดิวเทอเรียมมีการหมุนของนิวเคลียสเป็น 1 ซึ่งเป็นเหตุผลสำหรับการใช้น้ำมวลหนักและตัวทำละลายดิวเทอเรตอื่นๆ (ดิวเทอโรคลอโรฟอร์ม CDCl 3 ) ในสเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ น้ำมวลหนักถูกนำไปใช้ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในฐานะตัวกลั่นกรองนิวตรอนเร็ว เพราะจะทำให้พลังงานของนิวตรอนฟิชชันของนิวเคลียร์ลดลงอย่างรวดเร็ว และเนื่องจากดิวทีเรียมมีภาคตัดขวางในการดักจับนิวตรอนต่ำกว่า (ไม่ดูดซับนิวตรอน) มากกว่าไฮโดรเจน ดังนั้นจึงลดนิวตรอนลงอย่างมาก ไหล.

ดิวทีเรียมใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาและในการศึกษาเกี่ยวกับจลนพลศาสตร์

ไอโซโทปแตกต่างจากไอโซโทปอื่นตรงที่มีกัมมันตภาพรังสี Tritium เกิดขึ้นในธรรมชาติในปริมาณที่น้อยมาก เนื้อหาตามธรรมชาติของไอโซโทปคือ 1 อะตอมต่อ 10 18 อะตอมของไฮโดรเจนซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นในน้ำโดยการกระทำของรังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศ:

หลังจากการทดสอบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ (พ.ศ. 2497) ความเข้มข้นของไอโซโทปเพิ่มขึ้นหลายร้อยเท่า แต่ตอนนี้ลดลงเนื่องจากการห้ามทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ ปริมาณไอโซโทปที่ต่ำในเปลือกโลกยังอธิบายได้ด้วยกัมมันตภาพรังสีที่มีครึ่งชีวิต 12.35 ปี . ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้กลายเป็นแหล่งหลักของไอโซโทปเทคโนโลยีในสิ่งแวดล้อม ซึ่งปล่อยไอโซโทปหลายสิบกิโลกรัมต่อปี

ในปัจจุบัน มีการผลิตทริเทียมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยการฉายรังสีลิเธียมด้วยนิวตรอน: .

ลิเธียมใช้ในรูปของโลหะผสมกับแมกนีเซียมหรืออะลูมิเนียม ซึ่งกักเก็บไอโซโทปไว้เป็นจำนวนมาก ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาเมื่อโลหะผสมที่ผ่านการฉายรังสีละลายในกรด

บันทึก.วิธีที่สะดวกที่สุดในการเก็บไอโซโทปคือการเปลี่ยนให้เป็น UT 3 โดยปฏิกิริยากับยูเรเนียมที่แตกละเอียด ไอโซโทปถูกปล่อยออกมาจากสารประกอบนี้ได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 400 ºС

น้ำมวลหนักที่มีไอโซโทป T 2 O มีกัมมันตภาพรังสีสูง ดังนั้นมักใช้สารละลายเจือจางที่มีน้ำไอโซโทป 1% Tritium เป็น β-emitter บริสุทธิ์ที่ไม่มีส่วนประกอบของ γ ปนเปื้อน ดังนั้นจึงค่อนข้างปลอดภัย เนื่องจากอนุภาค β มีกำลังทะลุทะลวงต่ำ ดังนั้น จึงถูกกักไว้ด้วยแผ่นกระดาษหรือชั้นอากาศขนาด 3 มม. Tritium เป็นหนึ่งในไอโซโทปรังสีที่มีพิษน้อยที่สุด

ทริเทียมสามารถใช้เป็นฉลากกัมมันตภาพรังสีสำหรับศึกษากระบวนการทางธรรมชาติต่างๆ การวิเคราะห์ไอโซโทปในชั้นบรรยากาศให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับรังสีคอสมิก และไอโซโทปในหินตะกอนอาจบ่งบอกถึงการเคลื่อนที่ของอากาศและความชื้นบนโลก

แหล่งไอโซโทปตามธรรมชาติที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดคือฝนและหิมะ เนื่องจากไอโซโทปเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของรังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศจะผ่านลงสู่น้ำ ความเข้มของรังสีคอสมิกจะแปรผันตามละติจูด ตัวอย่างเช่น ฝนในรัสเซียตอนกลางจะมีไอโซโทปมากกว่าฝนเขตร้อนหลายเท่า และมีไอโซโทปน้อยมากในสายฝนที่ตกลงมาเหนือมหาสมุทร เนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วแหล่งที่มาของไอโซโทปคือน้ำในมหาสมุทรเดียวกัน และไม่มีไอโซโทปมากนัก

เป็นที่ชัดเจนว่าน้ำแข็งส่วนลึกของกรีนแลนด์หรือแอนตาร์กติกาไม่มีไอโซโทปเลย - มันสลายตัวไปนานแล้ว เมื่อทราบอัตราการก่อตัวของไอโซโทปในชั้นบรรยากาศ จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณระยะเวลาที่ความชื้นอยู่ในอากาศ ตั้งแต่ช่วงเวลาที่มันระเหยออกจากพื้นผิวไปจนถึงการตกลงมาในรูปของฝนหรือหิมะ ปรากฎว่าในอากาศเหนือมหาสมุทรช่วงเวลานี้เฉลี่ย 9 วัน

บ่อยครั้งที่ไอโซโทปถูกใช้เป็นฉลากในการศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาและจลนพลศาสตร์

ไอโซโทปสังเคราะห์มีราคาค่อนข้างถูกและใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และในอุตสาหกรรม สีเรืองแสงทริเทียมซึ่งนำไปใช้กับเครื่องชั่งเครื่องมือ พบว่ามีการใช้งานอย่างกว้างขวาง องค์ประกอบแสงเหล่านี้มีอันตรายน้อยกว่าจากมุมมองของรังสีมากกว่าเรเดียมแบบดั้งเดิม องค์ประกอบแสงถาวรดังกล่าวใช้สำหรับการผลิตพอยน์เตอร์ สเกลเครื่องมือ ฯลฯ ในแต่ละปีมีการใช้ไอโซโทปหลายร้อยกรัมในการผลิต

ไอโซโทปยังมีอยู่ในร่างกายมนุษย์ มันเข้าไปกับอาหาร อากาศหายใจ และทางผิวหนัง ที่น่าสนใจคือก๊าซ T 2 มีพิษน้อยกว่าน้ำไอโซโทป T 2 O ถึง 500 เท่า นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าไอโซโทประดับโมเลกุลเข้าไปในปอดพร้อมกับอากาศจะถูกขับออกจากร่างกายอย่างรวดเร็ว (ในเวลาประมาณ 3 นาที) ในขณะที่ไอโซโทป ในองค์ประกอบน้ำยังคงอยู่ในนั้นเป็นเวลา 10 วันและจัดการเพื่อถ่ายโอนปริมาณรังสีที่มีนัยสำคัญในช่วงเวลานี้

ไอโซโทปเป็นสิ่งจำเป็นในปฏิกิริยาฟิวชัน: ไหลระหว่างการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจน

ฉันคิดว่าเด็ก ๆ ที่เพิ่งเรียนรู้ที่จะคลานในวันนี้จะถึงวัยที่เหมาะสมในการชมการออกอากาศจากการเปิดตัว ITER ครั้งแรกอย่างชื่นชม และวันนี้เราจะพูดถึงเชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัส อนาคตอันล้ำหน้าของรัสเซีย และโปรแกรมทางจันทรคติของเรา

การเชื่อมต่อคืออะไร? ลองคิดดูสิ

มาจำกัน

ปฏิกิริยาฟิวชันเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัส กล่าวคือ อันเป็นผลมาจากความร้อน นิวเคลียสของอะตอมเบาจะถูกเร่งและรวมกันเป็นนิวเคลียสของอะตอมที่หนักกว่า ในระหว่างการเชื่อมต่อทะเลแห่งพลังงานจะถูกปล่อยออกมาเพื่อเริ่มต้นทุกอย่าง

มีปัญหามากมายในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัส แต่กำลังได้รับการแก้ไข ในฝรั่งเศส ความพยายามร่วมกันของหลายประเทศรวมถึงรัสเซียได้เริ่มสร้าง ITER ที่กล่าวถึงแล้ว แต่ฉันเขียนเกี่ยวกับมันแล้ว

หนึ่งในความยากลำบากของการเปิดตัวเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัสทางอุตสาหกรรมคือเชื้อเพลิง มีการวางแผนที่จะใช้ตัวเลือกต่างๆ

ดิวทีเรียม + ทริเทียม

นี่เป็นตัวเลือกที่ง่ายที่สุดในแง่ของการทำให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาดำเนินต่อไป ดิวทีเรียมเป็นไฮโดรเจนหนัก รับมาไม่ใช่ปัญหา ในน้ำเพียงอย่างเดียวมีนับหมื่นล้านตันเราเอาน้ำ เราได้น้ำหนักจากมัน แล้วก็ดิวทีเรียม การผลิตบนโลกในขณะนี้คือหลายหมื่นตันต่อปีเราทำได้.

Tritium นั้นยากกว่า Tritium เป็นไฮโดรเจนมวลยิ่งยวด มันก่อตัวขึ้นในชั้นสูงของชั้นบรรยากาศเมื่ออนุภาคของรังสีคอสมิกชนกับนิวเคลียสของอะตอม อย่างที่คุณเข้าใจ มีไม่มากนัก และไม่สามารถจับมันจากที่สูงได้

ดังนั้นจึงมีการผลิตไอโซโทปบนโลกในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ลองนึกภาพโดยรวมตั้งแต่ปี 2498 ถึง 2542 ตัวอย่างเช่นในสหรัฐอเมริกาได้รับ 225 กิโลกรัม

เครื่องปฏิกรณ์ของเราสามารถทำได้เช่นกัน ความสุขหนึ่งกิโลกรัมมีราคาเกือบ 2 พันล้านรูเบิลการลงทุนที่ดี? ใช่ มันไม่ได้อยู่ที่นั่น

ปัญหาคือครึ่งชีวิตของไอโซโทปคือ -12-ปีบวก ซึ่งหมายความว่าหลังจาก 12 ปีจาก 1 กก. ไอโซโทปจะยังคงอยู่เพียงครึ่งกิโลกรัม ไม่ใช่วิธีที่ดีที่สุดในการเก็บเงินของคุณการเปิดตัว ITER เพียงครั้งเดียวจะต้องใช้ 3 กก. เพื่อเริ่มเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นรุ่นต่อไป DEMO - 4-10 กก. และในโลกตอนนี้มีเพียง 18 กก. ความดีนี้.

ใช่ และฉันรีบดีใจ: เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัสที่ทำงานกับโรงไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้ากิกะวัตต์จะใช้ไอโซโทป 56 กิโลกรัม (!) ต่อกิกะวัตต์ * ปี

มากมายขนาดนี้หาได้ที่ไหน? ใช่ พลังงานเทอร์โมนิวเคลียร์ไม่ถูก

ทางออกที่สง่างาม

โรงงานเทอร์โมนิวเคลียร์ DEMO จะต้องผลิตไอโซโทปสำหรับความต้องการของตนเองและมากกว่านั้นสำหรับเครื่องปฏิกรณ์อื่นๆ อันที่จริง นี่คือหนึ่งในจุดประสงค์ของการสาธิต - เพื่อพิสูจน์ว่าเครื่องปฏิกรณ์สามารถให้ไอโซโทปและผลิตส่วนเกินได้ ยังไง?

ระหว่างเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน จะได้นิวเคลียสของฮีเลียมและนิวตรอนพลังงานสูงจากดิวทีเรียมและทริเทียม นิวตรอนตัวเดียวกันนี้ซึ่งวิ่งเร็วกว่าลม จะต้องออกจากห้องแม่เหล็กไฟฟ้าและชนเปลือกลิเธียมยาวหนึ่งเมตร เมื่อนิวตรอนและลิเธียมนิวเคลียสชนกัน ทริเทียมจะปรากฏขึ้น

เราไม่เคยมีปัญหากับลิเธียมเลย ใครก็ตามที่สนใจว่ามันขุดได้อย่างไรสามารถดูได้

แล้วถ้ามันไม่ล่ะ?

หากไม่สามารถผลิตไอโซโทปในปริมาณมากเกินกว่าที่สถานีต้องการได้ จะทำอย่างไรถ้าผลผลิตมีขนาดเล็กมาก?สถานีเทอร์โมนิวเคลียร์ไม่ใช่ไม้กายสิทธิ์: สร้างขึ้นและนั่นก็คือปัญหาการใช้พลังงานได้รับการแก้ไข พวกเขาจะต้องสร้างขึ้นมากมายทั่วโลก

อย่างไรก็ตาม หากคุณไม่เบื่อไอโซโทปเพียงอย่างเดียว คุณสามารถใช้ฮีเลียม-3 แทนได้

ดิวเทอเรียม+ฮีเลียม-3

ยากมาก ถึงขีดจำกัดของปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ และทั้งหมดเป็นเพราะอุณหภูมิในพลาสมาที่สูงเกินจินตนาการซึ่งต้องทำให้ได้ แต่ใครบอกว่ามันจะง่าย?

ที่เอาต์พุต เมื่ออะตอมของดิวทีเรียมและฮีเลียม 3 รวมกัน จะได้ฮีเลียม 4 โปรตอน และ 18.4 MeV

เราได้แก้ปัญหาเกี่ยวกับดิวทีเรียมแล้ว แต่ด้วยปัญหาฮีเลียม 3โดยธรรมชาติแล้วเขาอยู่ในเสื้อคลุม เขานอนอยู่ที่นั่นตั้งแต่สร้างโลก มันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศผ่านทางภูเขาไฟและรอยเลื่อนทุกประเภทจนถึงตอนนี้ เราไม่สามารถดึงอะไรออกจากชั้นแมนเทิลได้ และมีฮีเลียม 3 เพียงเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นงานที่ก่อให้เกิดหายนะเราต้องได้รับมันเทียมเช่นในระหว่างการสลายตัวของไอโซโทป

แล้วไอโซโทปล่ะ?! ใช่ไม่ถ้านี่เป็นทางเลือกเดียว ฮีเลียม 3 จะไม่เสียค่าใช้จ่าย 65,000 รูเบิลต่อลิตรมีอีกทางเลือกหนึ่งในการทิ้งระเบิดลิเธียมด้วยอนุภาคแอลฟา

แต่ไม่ว่าในกรณีใด เรื่องนี้ค่อนข้างแพงและซับซ้อน และเรากำลังพูดถึงกิโลกรัม ไม่ต้องพูดถึงการผลิตภาคอุตสาหกรรม

หาฮีเลียม-3 ได้ที่ไหน?

เรากำลังส่งดาวเทียมเพื่อทำแผนที่พื้นผิวดวงจันทร์

กำลังสร้างยานอวกาศเพื่อบินเข้าสู่วงโคจรของโลก หลายคนทำแบบนี้ รวมทั้งเราด้วย แต่วิศวกรของเราแม้ว่าพวกเขาจะล้าหลังในแง่ของการทดสอบการยิง แต่ก็วางแผนที่จะส่งยานไปให้ไกลจากวงโคจรของโลก - ไปยังดวงจันทร์! มีการวางแผนก่อสร้างฐานทางจันทรคติเราต้องการอะไรจากหินก้อนนี้?

ความจริงก็คือมีฮีเลียม-3 จำนวน 10 ล้านตันสะสมอยู่ในดินบนดวงจันทร์ สารบางอย่างที่จำเป็นและมีประโยชน์

และคุณคิดว่าเรากำลังบินไปดวงจันทร์เพราะความอยากรู้อยากเห็น? เราไม่ใช่คนอเมริกันที่ไร้สาระ พวกเขาทำแคมเปญประชาสัมพันธ์ในการบินไปดวงจันทร์ และเราจะกระตุ้นฮีเลียม-3 ในระดับอุตสาหกรรม เรายังมีแผน

วางแผน

เราจะส่งสถานีอวกาศ 4 แห่งไปยังดาวเทียมของโลกภายในปี 2568 ภารกิจของพวกเขาคือสำรวจเรโกลิธขั้วโลกด้วยน้ำแข็ง รวมถึงค้นหาสถานที่ที่ดีสำหรับการตั้งฐานใกล้กับขั้วโลกใต้

จนถึงต้นทศวรรษที่ 1930 คณะสำรวจที่มีมนุษย์จะไปที่ดวงจันทร์โดยไม่ต้องลงจอดบนพื้นผิว ในช่วงทศวรรษที่ 1930 และ 1940 การลงจอดครั้งแรกบนพื้นผิวดวงจันทร์และการวางโครงสร้างพื้นฐานในอนาคตของฐานเป็นครั้งแรกจะเกิดขึ้น

ภายในปี 2050ฐานเป็น!

และที่นั่นเราจะเห็นเครื่องจักรอัตโนมัติเครื่องแรกที่ทิ้งร่องรอยไว้บนพื้นดวงจันทร์ หุ่นยนต์รถปราบดินจะสร้างภูเขาดวงจันทร์ขึ้นใหม่จากวัตถุดิบ และโรงงานเสริมสมรรถนะจะทำงานตลอดเวลาเพื่อผลิตฮีเลียม-3 และมีเพียงการเปิดตัวเรือบรรทุกสินค้าระหว่างดาวเคราะห์เท่านั้นที่จะทำลายกิจวัตรเงียบ ๆ ของงานเหล่านี้

และบนโลกนี้ เราจะยังคงตำหนิรัฐบาลในความคิดเห็น โดยไม่ได้คิดถึงเส้นทางไฟฟ้าที่ใช้จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัสไปยังอุปกรณ์ของเราเลย

องค์ประกอบทางเคมีใด ๆ มีแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติหรือเทียมที่เรียกว่าไอโซโทป ความแตกต่างระหว่างพวกมันอยู่ที่จำนวนนิวตรอนที่ไม่เท่ากันในนิวเคลียส และตามมาด้วยน้ำหนักอะตอม ตลอดจนระดับความเสถียร สำหรับจำนวนโปรตอนนั้นเหมือนกันเนื่องจากองค์ประกอบนั้นยังคงอยู่ในตัวมันเอง ในบทความนี้ เราจะพูดถึงไอโซโทปของไฮโดรเจน ซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุดและมีอยู่มากที่สุดในจักรวาล เราต้องคำนึงถึงคุณสมบัติ บทบาทในธรรมชาติ และขอบเขตของการใช้งานจริง

ไฮโดรเจนมีกี่ชนิด

คำตอบสำหรับคำถามนี้ขึ้นอยู่กับไอโซโทปของไฮโดรเจนที่มีความหมาย

มีการสร้างไอโซโทปตามธรรมชาติสามรูปแบบสำหรับธาตุนี้: โปรเทียม - ไฮโดรเจนเบา ดิวทีเรียมหนัก และทริเทียมหนักยิ่งยวด ล้วนพบได้ตามธรรมชาติ

นอกจากนี้ยังมีไอโซโทปที่สังเคราะห์ขึ้นอีกสี่ชนิด ได้แก่ ควอเดียม เพนเทียม เฮกเซียม และซีปเทียม พันธุ์เหล่านี้มีลักษณะที่ไม่แน่นอนอย่างยิ่งอายุการใช้งานของนิวเคลียสจะแสดงเป็นค่าลำดับที่ 10-22 - 10-23 วินาที

ดังนั้นในปัจจุบันจึงรู้จักไฮโดรเจนไอโซโทปเจ็ดชนิด เราจะมุ่งความสนใจไปที่สามสิ่งซึ่งมีความสำคัญในทางปฏิบัติ

ไฮโดรเจนเบา

นี่คืออะตอมที่จัดเรียงง่ายที่สุด ไฮโดรเจนไอโซโทปโปรเทียมที่มีมวลอะตอม 1.0078 amu e. m. มีนิวเคลียสซึ่งมีอนุภาคเพียงอนุภาคเดียวคือโปรตอน เนื่องจากมีความเสถียร (ในทางทฤษฎี อายุการใช้งานของโปรตอนประมาณไม่ต่ำกว่า 2.9 × 1,029 ปี) อะตอมของโปรเทียมจึงมีความเสถียรเช่นกัน เมื่อเขียนปฏิกิริยานิวเคลียร์จะแสดงเป็น 1H1 (ดัชนีด้านล่างคือเลขอะตอม นั่นคือ จำนวนโปรตอน ดัชนีด้านบนคือจำนวนนิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียส) บางครั้ง p ก็คือ "โปรตอน"

ไอโซโทปแสงเกือบ 99.99% ของไฮโดรเจนทั้งหมด รูปแบบอื่นคิดเป็นมากกว่าหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น โปรเทียมมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อการแพร่หลายของไฮโดรเจนในธรรมชาติ: ในจักรวาลโดยรวม - ประมาณ 75% ของมวลของสารแบริออนและประมาณ 90% ของอะตอม บนโลก - 1% ของมวลและมากถึง 17% ของอะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดที่ประกอบเป็นโลกของเรา โดยทั่วไปแล้วโปรเทียม (อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นโปรตอนซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของจักรวาล) สามารถเรียกได้ว่าเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างปลอดภัย มันมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นภายในดาวฤกษ์ รวมทั้งดวงอาทิตย์ และด้วยเหตุนี้จึงมีองค์ประกอบอื่นๆ เกิดขึ้น นอกจากนี้ ไฮโดรเจนเบายังมีบทบาทสำคัญในการสร้างและการทำงานของสิ่งมีชีวิต

ในรูปแบบโมเลกุล ไฮโดรเจนเข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการแยกโมเลกุลที่แข็งแรงเพียงพอ ไฮโดรเจนปรมาณูมีลักษณะเป็นกิจกรรมทางเคมีที่สูงมาก

ดิวทีเรียม

ไอโซโทปหนักของไฮโดรเจนมีนิวเคลียสที่ซับซ้อนกว่า ซึ่งประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ดังนั้นมวลอะตอมของดิวเทอเรียมจึงใหญ่เป็นสองเท่า - 2.0141 การกำหนดที่ยอมรับคือ 2H1 หรือ D รูปแบบไอโซโทปนี้มีความเสถียรเช่นกันเนื่องจากในกระบวนการของการมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงในนิวเคลียสโปรตอนและนิวตรอนจะเปลี่ยนเข้าหากันตลอดเวลาและหลังไม่มีเวลาที่จะสลายตัว

บนโลก ไฮโดรเจนประกอบด้วยดิวทีเรียม 0.011% ถึง 0.016% ความเข้มข้นของมันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม: ในน้ำทะเลมีไอโซโทปนี้มากกว่าและในองค์ประกอบ เช่น ก๊าซธรรมชาติ จะมีค่าน้อยกว่ามาก ในส่วนอื่นๆ ของระบบสุริยะ อัตราส่วนของดิวเทอเรียมต่อไฮโดรเจนเบาอาจแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น น้ำแข็งของดาวหางบางดวงมีไอโซโทปหนักจำนวนมากขึ้น

ดิวเทอเรียมละลายที่ 18.6 K (ไฮโดรเจนเบาที่ 14 K) และเดือดที่ 23.6 K (จุดที่สอดคล้องกันสำหรับโปรเทียมคือ 20.3 K) ไฮโดรเจนหนักโดยทั่วไปแสดงคุณสมบัติทางเคมีเช่นเดียวกับโปรเทียม ก่อตัวเป็นสารประกอบทุกประเภทที่มีลักษณะเฉพาะของธาตุนี้ อย่างไรก็ตาม ยังมีคุณสมบัติบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับความแตกต่างอย่างรุนแรงในมวลอะตอม ท้ายที่สุด ดิวเทอเรียมจะหนักกว่า 2 เท่า ควรสังเกตว่าด้วยเหตุนี้ ไฮโดรเจนในรูปแบบไอโซโทปจึงมีลักษณะเฉพาะด้วยความแตกต่างทางเคมีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดขององค์ประกอบทั้งหมด โดยทั่วไป ดิวเทอเรียมมีลักษณะพิเศษคืออัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ต่ำกว่า (5–10 เท่า)

บทบาทของดิวทีเรียมในธรรมชาติ

นิวเคลียสของไฮโดรเจนหนักมีส่วนร่วมในระยะกลางของวัฏจักรเทอร์โมนิวเคลียร์ ดวงอาทิตย์ส่องแสงด้วยกระบวนการนี้ ซึ่งในขั้นตอนหนึ่งซึ่งไอโซโทปไฮโดรเจนดิวทีเรียมที่เกิดขึ้นซึ่งรวมตัวกับโปรตอนทำให้เกิดฮีเลียม-3

น้ำซึ่งรวมถึงโปรเทียม 1 อะตอมของดิวทีเรียมเรียกว่ากึ่งหนักและมีสูตร HDO ในโมเลกุลของน้ำมวลหนัก D2O ดิวทีเรียมจะเข้าแทนที่ไฮโดรเจนเบาอย่างสมบูรณ์

น้ำมวลหนักมีลักษณะเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ช้า ซึ่งเป็นผลมาจากการที่น้ำมีความเข้มข้นสูงเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่สูงกว่า เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมทั้งมนุษย์ หากหนึ่งในสี่ของไฮโดรเจนในส่วนประกอบของน้ำถูกแทนที่ด้วยดิวทีเรียม การใช้ไฮโดรเจนเป็นเวลานานจะเต็มไปด้วยการพัฒนาของภาวะมีบุตรยาก โรคโลหิตจาง และโรคอื่นๆ เมื่อแทนที่ไฮโดรเจน 50% สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะตายหลังจากดื่มน้ำดังกล่าวหนึ่งสัปดาห์ สำหรับการเพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเจนหนักในน้ำในระยะสั้นนั้นไม่เป็นอันตราย

ไฮโดรเจนหนักผลิตได้อย่างไร?

สะดวกที่สุดที่จะได้รับไอโซโทปนี้ในองค์ประกอบของน้ำ มีหลายวิธีในการเพิ่มคุณค่าน้ำด้วยดิวทีเรียม:

• การแก้ไขคือกระบวนการแยกสารผสมออกเป็นส่วนประกอบที่ต้มที่อุณหภูมิต่างกัน การแยกทำได้โดยการระเหยและการควบแน่นซ้ำ ๆ ของส่วนผสมของไอโซโทปในไฮโดรเจนเหลวหรือน้ำบนอุปกรณ์พิเศษ - คอลัมน์การกลั่น ซึ่งการไหลของเฟสก๊าซและของเหลวไปในทิศทางตรงกันข้าม
• การแยกด้วยไฟฟ้า วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ ไอโซโทปแสงจะถูกแยกออกจากโมเลกุลอย่างแข็งขันมากขึ้น อิเล็กโทรไลซิสดำเนินการในหลายขั้นตอน
• การแลกเปลี่ยนไอโซโทปไอออนิกซึ่งมีการแทนที่ไอออนของไอโซโทปที่แตกต่างกันร่วมกันในองค์ประกอบของรีเอเจนต์ ปัจจุบัน วิธีนี้ใช้น้ำและไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นส่วนประกอบในการทำปฏิกิริยาเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและประหยัดที่สุด

ไอโซโทป

ไอโซโทปมวลยิ่งยวดของไฮโดรเจน ซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอน 2 ตัวในนิวเคลียส มีมวลอะตอม 3.016 ประมาณ 3 เท่าของโปรเทียม Tritium แสดงด้วยสัญลักษณ์ T หรือ 3H1 มันละลายและเดือดที่อุณหภูมิสูงขึ้น: 20.6 K และ 25 K ตามลำดับ

เป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่ไม่เสถียรซึ่งมีครึ่งชีวิต 12.32 ปี เกิดขึ้นระหว่างการทิ้งระเบิดนิวเคลียสของก๊าซในชั้นบรรยากาศ เช่น ไนโตรเจน โดยอนุภาคของรังสีคอสมิก การสลายตัวของไอโซโทปเกิดขึ้นจากการปล่อยอิเล็กตรอน (ที่เรียกว่าการสลายตัวแบบบีตา) ในขณะที่นิวตรอน 1 ตัวในนิวเคลียสเปลี่ยนรูปเป็นโปรตอน และองค์ประกอบทางเคมีจะเพิ่มจำนวนอะตอมทีละ 1 กลายเป็นฮีเลียม-3 โดยธรรมชาติแล้วไอโซโทปมีอยู่ในปริมาณที่น้อยมาก

ไฮโดรเจนมวลยิ่งยวดก่อตัวขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ชนิดน้ำมวลหนักเมื่อนิวตรอน (ความร้อน) ที่เคลื่อนที่ช้าถูกดักจับโดยดิวเทอเรียม ส่วนหนึ่งของมันสามารถใช้สำหรับการสกัดและทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาของไอโซโทป นอกจากนี้ยังได้เป็นผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของลิเธียมเมื่อถูกฉายรังสีด้วยเทอร์มอลนิวตรอน

ไอโซโทปมีลักษณะพิเศษคือมีพลังงานจากการสลายตัวต่ำและก่อให้เกิดอันตรายจากรังสีเมื่อเข้าสู่ร่างกายพร้อมกับอากาศหรืออาหารเท่านั้น ถุงมือยางก็เพียงพอที่จะปกป้องผิวจากรังสีเบต้า

การประยุกต์ใช้ไอโซโทปของไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนเบาถูกใช้ในหลายอุตสาหกรรม: ในอุตสาหกรรมเคมีซึ่งใช้ในการผลิตแอมโมเนีย เมทานอล กรดไฮโดรคลอริกและสารอื่นๆ ในการกลั่นน้ำมันและโลหะวิทยา ซึ่งจำเป็นในการคืนค่าโลหะทนไฟจากออกไซด์ นอกจากนี้ยังใช้ในบางขั้นตอนของวงจรการผลิต (ในการผลิตไขมันแข็ง) ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องสำอาง ไฮโดรเจนทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงจรวดประเภทหนึ่งและใช้ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์และในอุตสาหกรรม

ดิวเทอเรียมเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในวิศวกรรมพลังงานนิวเคลียร์ในฐานะตัวกลั่นกรองนิวตรอนที่ยอดเยี่ยม มันถูกใช้ในความสามารถนี้ เช่นเดียวกับสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำมวลหนักที่ช่วยให้สามารถใช้ยูเรเนียมธรรมชาติได้ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการเพิ่มคุณค่า นอกจากนี้ยังร่วมกับไอโซโทปซึ่งเป็นส่วนประกอบของส่วนผสมในการทำงานของอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์

คุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจนหนักทำให้สามารถใช้ในการผลิตยาเพื่อชะลอการขับออกจากร่างกาย และสุดท้าย ดิวทีเรียม (เช่น ทริเทียม) มีโอกาสเป็นเชื้อเพลิงในพลังงานเทอร์โมนิวเคลียร์

ดังนั้นเราจึงเห็นว่าไอโซโทปไฮโดรเจนทั้งหมดไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง "ในเชิงธุรกิจ" ทั้งในสาขาดั้งเดิมและสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง วิศวกรรม เทคโนโลยี และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในอนาคต

พลังงานถูกปลดปล่อยจากการแตกตัวของนิวเคลียสหนักในเครื่องปฏิกรณ์ แหล่งที่มาของพลังงานนี้อยู่ที่ไหน? ทำไมมันถึงถูกปล่อยออกมาในขณะที่แกนแยกออกเป็นสองส่วน?

นิวเคลียสของยูเรเนียม-235 ประกอบด้วยโปรตอน 92 ตัว และนิวตรอน 143 ตัว นี่ไม่ใช่ส่วนผสมเชิงกลอย่างง่ายของอนุภาคมูลฐาน เช่น ส่วนผสมของตะไบเหล็กและผงกำมะถัน อนุภาคที่ประกอบเป็นนิวเคลียสของอะตอมมีพันธะที่แรงมากซึ่งเรียกว่าแรงนิวเคลียร์ พันธะของอนุภาคในนิวเคลียสนี้แข็งแกร่งกว่าพันธะที่มีอยู่ระหว่างอะตอมในโมเลกุลของสารประกอบเคมีหลายล้านเท่า จุดไฟตะไบเหล็กผสมกับกำมะถันคุณจะได้สารเคมี - เหล็กซัลไฟด์ ในการสลายโมเลกุลของเหล็กซัลไฟด์ทั้งหมดให้เป็นอะตอมของเหล็กและกำมะถันที่บรรจุในหนึ่งกรัม จำเป็นต้องใช้พลังงานในปริมาณมากประมาณหนึ่งแคลอรี และเพื่อที่จะทำลายอนุภาคมูลฐานของนิวเคลียสทั้งหมดที่อยู่ในชิ้นส่วนของยูเรเนียมที่มีน้ำหนักหนึ่งกรัม จะต้องใช้พลังงานมากถึง 170 ล้านแคลอรี พลังงานจำนวนนี้ถูกปล่อยออกมาจากการเผาไหม้น้ำมันเกือบ 20 ตัน

นิวตรอนและโปรตอนในนิวเคลียสขององค์ประกอบทางเคมีต่าง ๆ นั้นถูกผูกมัดซึ่งกันและกันด้วยวิธีที่ต่างกัน: ในบางส่วนมีความแข็งแกร่งกว่าในบางส่วนมีความอ่อนแอกว่า ในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียสของยูเรเนียมดังที่ได้กล่าวไปแล้วมีการสร้าง "ชิ้นส่วน" สองอันซึ่งเป็นนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ตรงกลางตารางธาตุของธาตุ Mendeleev ตัวอย่างเช่นนิวเคลียสของแบเรียมและอะตอมของคริปทอน โปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสเหล่านี้จับกันแน่นกว่าที่จับกันในนิวเคลียสของยูเรเนียมหรือธาตุหนักอื่นๆ ที่ท้ายตารางธาตุ การทำลายนิวเคลียสของแบเรียม 1 อันและนิวเคลียสของคริปทอน 1 อันต่ออนุภาคมูลฐาน (โปรตอนและนิวตรอน) จะต้องใช้พลังงานมากกว่าการทำลายนิวเคลียสของยูเรเนียม 1 อันถึง 10 เปอร์เซ็นต์

หากจำเป็นต้องใช้พลังงานที่แน่นอนสำหรับการแยกนิวเคลียสออกเป็นอนุภาคมูลฐานที่แยกจากกัน ดังนั้นในการก่อตัวของนิวเคลียสจากอนุภาคเหล่านี้ ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน จะต้องปล่อยพลังงานเดียวกัน

ให้เราแบ่งกระบวนการฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียมออกเป็นสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการทำลายนิวเคลียสของยูเรเนียมให้กลายเป็นโปรตอนและนิวตรอน สิ่งนี้ใช้พลังงานในปริมาณ 170 ล้านแคลอรี่ขนาดใหญ่ต่อกรัมของยูเรเนียมบริสุทธิ์ ขั้นตอนที่สองคือการก่อตัวของแบเรียมและนิวเคลียสคริปทอนจากอนุภาคมูลฐานที่เกิดขึ้นระหว่างการทำลายนิวเคลียสของยูเรเนียม กระบวนการนี้มาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานในปริมาณประมาณ 190 ล้านแคลอรี่ขนาดใหญ่ อันเป็นผลมาจากการทำปฏิกิริยาทั้งสองขั้นตอนทำให้ได้รับพลังงานเพิ่มขึ้น 20 ล้านแคลอรี่ เพื่อให้ได้พลังงานจำนวนนี้ จำเป็นต้องเผาไหม้น้ำมันเบนซินประมาณสองตัน ดังนั้น "ค่าความร้อน" ของยูเรเนียมในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาฟิชชันจึงสูงกว่าระหว่างการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินถึงสองล้านเท่า

ให้เราอธิบายเหตุผลของเราด้วยตัวอย่างต่อไปนี้ สมมติว่าคุณยืนอยู่บนภูเขาและตักน้ำจากบ่อลึกสองเมตร สำหรับน้ำแต่ละกิโลกรัมคุณต้องใช้งานสองกิโลกรัมเมตร จากนั้นคุณเทน้ำนี้ผ่านรางน้ำไปยังล้อกังหันซึ่งอยู่ด้านล่างห้าเมตร หากเราละเลยการสูญเสียพลังงานทุกชนิด กังหันจะทำงานเท่ากับห้ากิโลกรัมเมตร เป็นผลให้เราได้งานมากกว่าที่เราใช้ไปสามกิโลกรัม

ในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุหนัก พวกมันจะไม่แตกตัวเป็นอนุภาคมูลฐานแต่ละตัว แต่จะแยกออกเป็นสองส่วนเท่านั้น - เศษเล็กเศษน้อย ภายในชิ้นส่วนที่เกิด การจัดเรียงตัวของอนุภาคมูลฐานใหม่จะเกิดขึ้นทันที พวกมัน "อัดแน่น" หนาแน่นกว่าและกระบวนการนี้มาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานและพลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมามากกว่าที่ใช้ในการทำลายนิวเคลียสหนัก

การคำนวณแสดงให้เห็นว่าการแตกตัวของนิวเคลียสหนักจะปลดปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในนิวเคลียสเพียงบางส่วนเท่านั้น จะได้รับพลังงานมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหากนิวเคลียสของแบเรียมและคริปทอนเดียวกันถูกสังเคราะห์ (ประกอบ) โดยตรงจากโปรตอนและนิวตรอน จากนั้นคุณไม่จำเป็นต้องใช้พลังงาน 170 ล้านแคลอรีขนาดใหญ่เพื่อทำลายนิวเคลียสหนัก ในตัวอย่างที่มีน้ำ สิ่งนี้จะสอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าไม่จำเป็นต้องดึงขึ้นมาจากบ่อน้ำ แต่ให้ใช้สระน้ำซึ่งน้ำอยู่ที่ระดับขอบบนของรางน้ำ

แต่สำหรับการสังเคราะห์นิวเคลียสของอะตอมจากนิวตรอนและโปรตอน อันดับแรกจำเป็นต้องมีอนุภาคมูลฐานเหล่านี้ในการกำจัดของเรา ไม่พบในธรรมชาติในรูปแบบสำเร็จรูป สามารถรับได้จากการประดิษฐ์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม นิวตรอนและโปรตอนที่แยกอยู่ในสถานะอิสระนั้นไม่สามารถเก็บไว้ใช้ในอนาคตได้ โปรตอนเป็นอะตอมของโปรเทียมที่ปราศจากอิเล็กตรอนเดี่ยว ภายใต้สภาวะปกติ โปรตอนไม่สามารถดำรงอยู่ได้นาน โปรตอนจะพบอิเล็กตรอนที่หายไปและเปลี่ยนกลับเป็นอะตอมของโปรเทียมที่เป็นกลางทางไฟฟ้า

นิวตรอนแทรกซึมเข้าไปในนิวเคลียสของอะตอมได้ง่ายและถูกพวกมันจับไว้ นอกจากนี้ นิวตรอนยังมีกัมมันตภาพรังสี อายุการใช้งานของนิวตรอนในสถานะอิสระนั้นใช้เวลาไม่กี่นาที ถ้านิวตรอนสามารถหลีกเลี่ยงการจับตัวโดยนิวเคลียสได้ มันก็จะกลายเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนโดยธรรมชาติ อิเล็กตรอนมาจากไหนระหว่างการเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีของนิวตรอน ความจริงก็คือทั้งนิวตรอนและโปรตอนโดยพื้นฐานแล้วเป็นอนุภาคมูลฐานเดียวกัน เพียงแต่อยู่ในสถานะพลังงานต่างกัน เพื่อเน้นความเหมือนกันของอนุภาคเหล่านี้ เมื่อรวมกันเป็นนิวเคลียสของอะตอม พวกมันจะถูกเรียกด้วยชื่อเดียว - นิวคลีออน ตัวอย่างเช่น พวกเขากล่าวว่า นิวเคลียสของไอโซโทปคลอรีน-35 ประกอบด้วยนิวคลีออน 35 ตัว โดยไม่แบ่งนิวเคลียสออกเป็นโปรตอนและนิวตรอน กระบวนการเปลี่ยนผ่านของนิวตรอนเป็นโปรตอนเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองจากระดับพลังงานที่สูงขึ้นไปสู่ระดับที่ต่ำกว่า ในเวลาเดียวกัน อิเล็กตรอนก็ “เกิด” การเปลี่ยนแปลงโดยธรรมชาติของโปรตอนไปเป็นนิวตรอนเป็นไปไม่ได้ ซึ่งจะสอดคล้องกับการเปลี่ยนจากระดับพลังงานต่ำไปสู่ระดับที่สูงขึ้น ซึ่งขัดต่อกฎการอนุรักษ์พลังงาน หินที่วางอยู่บนพื้นจะไม่มีวันลุกขึ้นได้เอง หากปราศจากการแทรกแซงของแรงภายนอก ในทางกลับกัน หากพลังงานในปริมาณที่จำเป็นถูกส่งไปยังโปรตอนจากภายนอก โปรตอนสามารถเปลี่ยนเป็นนิวตรอนได้ และการกระทำนี้จะมาพร้อมกับลักษณะของอนุภาคที่คล้ายกับอิเล็กตรอน แต่มีประจุบวก มันถูกเรียกว่าโพซิตรอนอย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้ว ปรากฎว่าแม้ว่าจะไม่มีอิเล็กตรอนในนิวตรอนและโพซิตรอนในโปรตอน อนุภาคเหล่านี้จะถูกปลดปล่อยออกมาในระหว่างการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกัน

ดังนั้น หากเป็นไปได้ที่จะได้รับนิวตรอนและโปรตอนในรูปแบบอิสระ ก็จะต้องใช้พวกมันทันทีสำหรับการสังเคราะห์นิวเคลียสของอะตอม

การทำลายนิวเคลียสหนักเช่นยูเรเนียมให้กลายเป็นอนุภาคมูลฐาน (นิวคลีออน) นั้นสัมพันธ์กับการใช้พลังงานจำนวนมาก แต่ไม่มีนิวเคลียสในธรรมชาติที่โปรตอนและนิวตรอนไม่จับกันแน่นเหมือนในนิวเคลียสของยูเรเนียม? หากมีนิวเคลียสดังกล่าว ขั้นตอนแรกของปฏิกิริยาทางจิต - การทำลายนิวเคลียส - จะต้องใช้พลังงานน้อยลง กลับไปที่ตัวอย่างที่มีบ่อน้ำและรางน้ำ ถ้าเป็นไปได้ควรมองหาบ่อน้ำตื้น

นี่คือจุดที่ไฮโดรเจนเข้าสู่ฉากด้วยไอโซโทปหนัก และตอนนี้ไม่ใช่หนึ่งเดียว แต่เป็นสองไอโซโทป

ดิวเทอเรียมมีบทบาทอย่างไรในการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์? บทบาทของมันคือตัวช่วย - เพื่อชะลอความเร็วของนิวตรอนเร็วให้อยู่ในระดับความร้อน เขาไม่ได้มีส่วนโดยตรงในการปลดปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ ในเครื่องปฏิกรณ์จำนวนมาก ดังที่คุณทราบแล้ว คาร์บอนในรูปของบล็อกแกรไฟต์หรือน้ำธรรมดา ถูกใช้เป็นตัวกลั่นนิวตรอนได้สำเร็จ มีเครื่องปฏิกรณ์ที่ไม่มีโมเดอเรเตอร์เลย - เป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่ทำงานด้วยนิวตรอนเร็ว ในกระบวนการที่เราจะทำความคุ้นเคยกัน ไอโซโทปของไฮโดรเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปลดปล่อยพลังงานนิวเคลียร์

นอกจากไอโซโทปหนักของไฮโดรเจน - ดิวทีเรียมแล้วยังมีไอโซโทปหนักยิ่งยวด - ทริเทียม มันเขียนแทนด้วยตัวอักษร T นอกจากโปรตอนแล้วนิวเคลียสของไอโซโทปยังรวมถึงนิวตรอนหนึ่งตัวเช่นเดียวกับดิวเทอเรียม แต่มีสองตัว (รูปที่ 13) ซึ่งแตกต่างจากดิวเทอเรียม

(วงกลมสีขาวหมายถึงโปรตอน วงกลมสีดำหมายถึงนิวตรอนที่ประกอบกันเป็นนิวเคลียส)

ครึ่งหนึ่งของอะตอมของทริเทียมที่มีอยู่ทั้งหมดจะสลายตัวใน 12.2 ปี ช่วงเวลานี้ไม่นานนักแต่ก็เพียงพอที่จะมีไอโซโทปในสต๊อกในปริมาณที่เหมาะสมอยู่เสมอ

ทริเทียมเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจนที่ซับซ้อนกว่า คุณสมบัติแตกต่างจากโปรเทียมมากกว่าดิวทีเรียม

เช่นเดียวกับสองไอโซโทปแรก ไอโซโทปสามารถควบแน่นเป็นของเหลวได้ จุดเดือดของไอโซโทปเหลวนั้นสูงกว่าจุดเดือดของโพรเทียมถึง 4.65 องศา ความร้อนจากการกลายเป็นไอนั้นสูงกว่าดิวทีเรียมด้วยซ้ำ เมื่อไอโซโทปรวมตัวกับออกซิเจน จะเกิดน้ำขึ้น ซึ่งเรียกว่าไอโซโทปหรือน้ำที่มีมวลมาก เช่นเดียวกับดิวทีเรียม ทริเทียม เมื่อรวมกับไอโซโทปของโปรเทย์ ดิวทีเรียม และออกซิเจน จะให้น้ำที่มีองค์ประกอบของไอโซโทปต่างๆ สำหรับน้ำทั้งเก้าชนิดที่ดิวทีเรียมให้ ตอนนี้จำนวนของน้ำใหม่ที่เพิ่มขึ้นเท่าเดิม ซึ่งรวมถึงอะตอมของไอโซโทปด้วย สามารถเขียนสูตรของโมเลกุลเหล่านี้ได้ดังนี้:

MSW16, LLP17 และ LLP18

การโต้เถียงในลักษณะเดียวกับในกรณีของฟิชชันของนิวเคลียสของยูเรเนียม (ดูหน้า 50) เราแบ่งกระบวนการทางจิตใจออกเป็นสองขั้นตอน: ขั้นแรกคือการทำลายนิวเคลียสของดิวทีเรียมและทริเทียมไปยังนิวเคลียสแต่ละตัว ประการที่สองคือการสังเคราะห์ นิวเคลียสของฮีเลียมจากพวกมัน นิวตรอนและโปรตอนจับกันในนิวเคลียสดิวทีเรียมและทริเทียมอย่างแน่นหนาน้อยกว่าในนิวเคลียสของฮีเลียม ดังนั้นการทำลายนิวเคลียสของไอโซโทปไฮโดรเจน 2 ไอโซโทปจึงใช้พลังงานทั้งหมดน้อยกว่าที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสังเคราะห์นิวเคลียสของฮีเลียม 1 นิวเคลียสจากอนุภาคมูลฐานที่เกิดขึ้น การคำนวณแสดงให้เห็นว่าเมื่ออะตอมของไอโซโทปฮีเลียม-4 เพียงหนึ่งกรัมก่อตัวขึ้นจากนิวเคลียสของดิวทีเรียมและทริเทียม จะมีการปลดปล่อยแคลอรีจำนวนมากประมาณหนึ่งร้อยล้านแคลอรี นี่เป็นพลังงานห้าเท่าของยูเรเนียมหนึ่งกรัมที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาฟิชชันภายใต้อิทธิพลของนิวตรอน

ในการดำเนินการปฏิกิริยาฟิวชั่นของนิวเคลียสของฮีเลียมนั้นจำเป็นต้องทำให้นิวเคลียสของดิวเทอเรียมและทริเทียมชนกัน นี่เป็นปัญหาหลักในการทำปฏิกิริยาฟิวชั่นของนิวเคลียสของฮีเลียม ท้ายที่สุดแล้ว นิวเคลียสที่ชนกันทั้งสองจะมีประจุบวก และวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเหมือนกันจะผลักกัน ในการเอาชนะแรงผลักไฟฟ้านั้นจำเป็นต้องมีนิวเคลียสที่
วางกำลังอันยิ่งใหญ่ ทำอย่างไร? เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องส่งพลังงานการเคลื่อนไหวดังกล่าวไปยังนิวเคลียสซึ่งเพียงพอที่จะเอาชนะแรงผลักที่กระทำระหว่างกัน

ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาค และด้วยเหตุนี้ พลังงานของอนุภาคจึงถูกกำหนดโดยอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้นเท่าใด พลังงานเฉลี่ยของอนุภาคก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อนุภาคก็จะยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าไอโซโทปของเราต้องได้รับความร้อนและให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมากถึงหนึ่งล้านองศาและสูงกว่านั้น ที่อุณหภูมิดังกล่าวเท่านั้นที่พลังงานของอนุภาคจะเพียงพอที่จะเอาชนะแรงผลักทางไฟฟ้าระหว่างนิวเคลียสได้ หากเราจำได้ว่าแม้บนพื้นผิวของดวงอาทิตย์จะมีอุณหภูมิเพียง 6,000 องศา ความยากลำบากในการให้ความร้อนแก่ร่างกายสูงถึงล้านองศาก็ชัดเจน แหล่งเดียวที่รู้จักในยุคของเราซึ่งเป็นไปได้ที่จะไปถึงอุณหภูมิดังกล่าวคือการระเบิดของระเบิดปรมาณูนั่นคือกระบวนการลูกโซ่ของฟิชชันของนิวเคลียสของยูเรเนียมหรือพลูโตเนียม ในพื้นที่ที่มีการระเบิดดังกล่าว ดิวทีเรียมและทริเทียมจะอยู่ในรูปของพลาสมา ซึ่งเป็นสื่อที่ประกอบด้วยนิวเคลียสอะตอม "เปลือย" ที่ไม่มีเปลือกอิเล็กตรอน ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว นิวเคลียสของไอโซโทปของไฮโดรเจนจะได้รับโอกาสในการรวมกันเป็นนิวเคลียสของฮีเลียมเมื่อพวกมันมาพบกัน ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เรียกกันว่า กระบวนการนี้หรือคล้ายกันเกิดขึ้นระหว่างการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจน

ในการใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เพื่อจุดประสงค์ทางสันติ จำเป็นต้องเรียนรู้วิธีควบคุมปฏิกิริยาดังกล่าว ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศทั่วโลกกำลังยุ่งอยู่กับการแก้ปัญหาที่ยากลำบากนี้ การวิจัยขนาดใหญ่ในทิศทางนี้กำลังดำเนินการที่นี่ในสหภาพโซเวียต ทางออกที่ประสบความสำเร็จของปัญหานี้จะช่วยขจัดความกังวลของมนุษย์เกี่ยวกับการค้นหาแหล่งพลังงานใหม่ ๆ และนำไปสู่ความเฟื่องฟูของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน

เพียงสองทศวรรษครึ่งแยกเราจากการค้นพบน้ำหนักและเวลาที่ได้รับในปริมาณที่พอดีกับด้านล่างของหลอดทดลองขนาดเล็ก ในช่วงเวลาสั้นๆ นี้ น้ำมวลหนักได้รับตำแหน่งที่มั่นคงในด้านวิศวกรรมพลังงานนิวเคลียร์ กลายเป็นผู้ดูแลเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ดีที่สุด

Yushchikh บนเทอร์มอลนิวตรอน อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่สิ่งที่สำคัญที่สุด น้ำหนักได้รับความสำคัญหลักในการดำเนินการของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ สำหรับปฏิกิริยาเหล่านี้ ก่อนอื่นจำเป็นต้องมีวัตถุดิบเพียงพอ นั่นคือ ดิวทีเรียมและทริเทียม อะตอมของดิวเทอเรียมเป็นส่วนสำคัญของโมเลกุลของน้ำหนัก เราสามารถรับอะตอมของทริเทียมได้จากอะตอมของดิวทีเรียม ดังนั้นน้ำหนักจึงเป็นแหล่งที่ให้องค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการปฏิกิริยาฟิวชันของนิวเคลียสของฮีเลียม ดังนั้นการผลิตน้ำมวลหนักในหลายประเทศทั่วโลกจึงดำเนินการในโรงงานขนาดใหญ่

คุณทราบการติดตั้งสำหรับการเตรียมน้ำละลายซึ่งมี 100 เปอร์เซ็นต์หรือไม่ ทำให้เป็นกลาง (หรือใกล้เคียงกับ) เนื้อหาของดิวเทอเรียมและไอโซโทป? ฉันสนใจการติดตั้งของ Muratov ด้วย แต่น่าเสียดายที่ไซต์ของคุณไม่ได้ระบุพิกัดของเขา

ขอแสดงความนับถือ Sergey

สวัสดีเซอร์เกย์!

เทคโนโลยีดังกล่าวสำหรับการทำให้น้ำบริสุทธิ์ 100% จากดิวเทอเรียมและไอโซโทปยังไม่มีอยู่จริง เทคโนโลยีที่มีอยู่สำหรับการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากไอโซโทปหนักทำให้สามารถชำระดิวทีเรียมและทริเทียมได้ 70-90% น้ำดื่มธรรมดานั้นเป็นน้ำเบาเพียง 99.7% ซึ่งโมเลกุลของน้ำนั้นเกิดจากอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนที่เบา ในฐานะที่เป็นสิ่งเจือปนในน้ำธรรมชาติ ก็ยังมีน้ำที่มีน้ำหนักมาก ซึ่งในรูปบริสุทธิ์นั้นเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

นํ้าหนัก(ดิวทีเรียมออกไซด์) - มีสูตรทางเคมีเหมือนกับน้ำธรรมดา แต่แทนที่จะมีอะตอมของไฮโดรเจนจะมีไอโซโทปไฮโดรเจนหนักสองตัว - อะตอมของดิวเทอเรียม สูตรของน้ำไฮโดรเจนมวลหนักมักเขียนเป็น: D 2 O หรือ 2 H 2 O ภายนอก น้ำมวลหนักดูเหมือนธรรมดา - เป็นของเหลวไม่มีสี ไม่มีรสและกลิ่น แต่ในคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและผลเสียต่อร่างกาย น้ำมวลหนัก แตกต่างจากน้ำใสมาก

น้ำเบานี่คือน้ำบริสุทธิ์จากน้ำหนัก ไอโซโทปของไฮโดรเจน ดิวทีเรียม มีลักษณะเด่นคือมีนิวตรอน "พิเศษ" ในนิวเคลียส สามารถสร้างโมเลกุลของน้ำด้วยออกซิเจนได้ น้ำดังกล่าวในโมเลกุลซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมของดิวเทอเรียมเรียกว่าหนัก ปริมาณดิวทีเรียมในแหล่งน้ำธรรมชาติต่างๆ นั้นไม่สม่ำเสมอมากนัก สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 0.03% (เทียบกับจำนวนอะตอมไฮโดรเจนทั้งหมด) ซึ่งเป็นน้ำจากน้ำแข็งแอนตาร์กติก ซึ่งเป็นน้ำธรรมชาติที่เบาที่สุด มีดิวทีเรียมน้อยกว่าน้ำทะเล 1.5 เท่า หิมะและน้ำจากธารน้ำแข็งที่ละลายบนภูเขาและบริเวณอื่น ๆ ของโลกยังมีน้ำที่มีน้ำหนักน้อยกว่าที่เราดื่มตามปกติอีกด้วย

น้ำในแม่น้ำ 1 ตันมีน้ำหนัก 15 กรัมในอัตรา 0.015% เป็นเวลา 70 ปีของการบริโภคน้ำดื่ม 3 ลิตรต่อวัน น้ำประมาณ 80 ตันที่มีดิวทีเรียม 10-12 กิโลกรัมและไอโซโทปไฮโดรเจนจำนวนมากที่สัมพันธ์กัน - ทริเทียม 3 H และออกซิเจน 18 O จะผ่านเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ .

ไอโซโทป- ธาตุกัมมันตภาพรังสีเบต้าที่มีครึ่งชีวิต 12.26 ปี เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของคลื่นวิทยุและการแผ่รังสีนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์ ภายใต้สภาพพื้นดิน ทริเทียมมีต้นกำเนิดในชั้นบรรยากาศสูง ซึ่งเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ตามธรรมชาติ มันเป็นหนึ่งในผลผลิตของการระดมยิงอะตอมของไนโตรเจนโดยนิวตรอนของรังสีคอสมิก ทุกๆ นาที อะตอมของไอโซโทป 8-9 อะตอมตกลงบนพื้นผิวโลกทุกตารางเซนติเมตร

ในปริมาณเล็กน้อย น้ำที่มีมวลมาก (ไอโซโทป) จะตกลงสู่พื้นโลกโดยเป็นส่วนหนึ่งของการตกตะกอน ในไฮโดรสเฟียร์ทั้งหมดมี T 2 0 ประมาณ 20 กิโลกรัมในเวลาเดียวกัน

น้ำไอโซโทปกระจายไม่สม่ำเสมอ: ในน่านน้ำภาคพื้นทวีปมีมากกว่าในมหาสมุทร มีอยู่ในน่านน้ำมหาสมุทรขั้วโลกมากกว่าในบริเวณเส้นศูนย์สูตร ในแง่ของคุณสมบัติ น้ำมวลยิ่งยวดแตกต่างจากน้ำธรรมดาอย่างเห็นได้ชัด: เดือดที่ 104°C แข็งตัวที่ 4...9°C และมีความหนาแน่น 1.33 g/cm 3

รายชื่อไอโซโทปของไฮโดรเจนไม่ได้จบลงด้วยไอโซโทป ไอโซโทปที่หนักกว่า 4 H และ 5 H ซึ่งรวมถึงสารกัมมันตภาพรังสีก็ได้รับมาเช่นกัน

ชม 2 6 บน 2 17 บน 2 18 โอ้ เอชดี 16 โอ้ เอชดี 17 โอ้ เอชดี 18 โอ, ดี 2 16 โอ, ดี 2 17 โอ, ดี 2 18 โอ้

ดังนั้น การมีอยู่ของโมเลกุลของน้ำที่มีไอโซโทปของไฮโดรเจนห้าชนิดใดๆ ในการผสมผสานใดๆ จึงเป็นไปได้

สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้ความซับซ้อนขององค์ประกอบไอโซโทปของน้ำหมดไป นอกจากนี้ยังมีไอโซโทปของออกซิเจน ในระบบธาตุเคมี D.I. Mendeleev แสดงรายการออกซิเจนที่รู้จักกันดี 16 O มีไอโซโทปออกซิเจนธรรมชาติอีกสองไอโซโทป - 17 O และ 18 O โดยเฉลี่ยแล้วในน่านน้ำธรรมชาติ สำหรับทุกๆ 10,000 อะตอมของไอโซโทป 16 O จะมีอะตอม 4 อะตอมของ 17 O ไอโซโทปและ 20 อะตอมของไอโซโทป 18 O

โดยคุณสมบัติทางกายภาพ น้ำที่มีออกซิเจนมาก 1 H 2 18 O แตกต่างจากปกติน้อยกว่าไฮโดรเจนหนัก พบในน้ำดื่มธรรมดาที่มีความเข้มข้นสูงกว่าน้ำมาก - ประมาณ 0.1% ได้มาจากการกลั่นน้ำธรรมชาติเป็นหลัก และใช้สำหรับการศึกษาไอโซโทปของเมแทบอลิซึม

นอกเหนือจากธรรมชาติแล้ว ยังมีไอโซโทปออกซิเจนที่สร้างขึ้นเองอีก 6 ไอโซโทป เช่นเดียวกับไอโซโทปไฮโดรเจนเทียม พวกมันมีอายุสั้นและมีกัมมันตภาพรังสี ในจำนวนนี้: 13 O, 14 O และ 15 O เป็นแสง 19 O และ 20 O เป็นของหนัก และไอโซโทปหนักยิ่งยวด 24 O ได้รับในปี 1970

การมีอยู่ของไอโซโทปไฮโดรเจน 5 ชนิดและไอโซโทปออกซิเจน 9 ชนิดบ่งชี้ว่าน้ำสามารถมีไอโซโทปได้ 135 ชนิด ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติคือน้ำที่มีความเสถียร 9 ชนิด น้ำธรรมชาติปริมาณมาก - มากกว่า 99% - คือ น้ำโปรเที่ยม- 1 H 2 16 O. มีน้ำที่มีออกซิเจนมากน้อยกว่ามาก: 1 H 2 18 O - หนึ่งในสิบของเปอร์เซ็นต์ 1 H 2 17 O - หนึ่งในร้อยของปริมาณน้ำธรรมชาติทั้งหมด มีเพียงหนึ่งในล้านเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เป็นน้ำมวลหนัก D 2 O แต่น้ำธรรมชาติมีปริมาณที่เห็นได้ชัดเจนอยู่แล้วในรูปของน้ำหนัก 1 HDO

แม้จะหายากกว่า D 2 O แต่ยังมีน้ำตามธรรมชาติที่มีกัมมันตภาพรังสีเก้าชนิดที่มีไอโซโทป

ควรพิจารณาน้ำคลาสสิก น้ำโปรเที่ยม 1 H 2 16 O ในรูปแบบบริสุทธิ์ นั่นคือ ปราศจากสิ่งเจือปนเพียงเล็กน้อยจากพันธุ์ไอโซโทปที่เหลืออีก 134 ชนิด และแม้ว่าปริมาณน้ำโปรเทียมในธรรมชาติจะสูงกว่าปริมาณของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ ทั้งหมดที่รวมกันอย่างมีนัยสำคัญ แต่ 1 H 2 16 O บริสุทธิ์นั้นไม่มีอยู่ในสภาพธรรมชาติ ทั่วโลกสามารถพบน้ำดังกล่าวได้ในห้องปฏิบัติการพิเศษเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้น ได้มาด้วยวิธีที่ซับซ้อนมากและจัดเก็บด้วยความระมัดระวังสูงสุด เพื่อให้ได้ 1 H 2 16 O ที่บริสุทธิ์ จะต้องทำน้ำธรรมชาติให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอนอย่างละเอียด หรือสังเคราะห์น้ำจากองค์ประกอบตั้งต้น 1 H 2 และ 16 O ซึ่งต้องทำให้บริสุทธิ์อย่างทั่วถึงจากสิ่งเจือปนไอโซโทปล่วงหน้า น้ำดังกล่าวถูกนำมาใช้ในการทดลองและกระบวนการที่ต้องการความบริสุทธิ์เป็นพิเศษของสารเคมี

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสนามแรงโน้มถ่วงของโลกไม่แรงพอที่จะกักเก็บ 1 นิวตันไว้ได้ และโลกของเราก็ค่อยๆ สูญเสียโปรเทียมอันเป็นผลมาจากการแยกตัวออกไปสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์ โปรเทียมระเหยได้เร็วกว่าดิวทีเรียมหนัก จากการศึกษาพบว่าดิวเทอเรียมควรสะสมในชั้นบรรยากาศและผิวน้ำในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา

บนโลกของเรา กระบวนการระเหย-ควบแน่นขนาดมหึมากำลังเกิดขึ้นเพื่อให้ได้น้ำโปรเทียมและทำให้เมฆและเมฆมีความสมบูรณ์ บนภูเขาของพวกเขา บนทางลาดบางแห่ง กระแสน้ำที่ผันแปรเป็นส่วนใหญ่ ส่วนที่อื่น ๆ - น้ำที่อุดมด้วยโปรเทียม ในสัตว์ ส่วนประกอบไอโซโทปของน้ำใกล้เคียงกับน้ำฝนในแหล่งที่อยู่อาศัย สำหรับมนุษย์ การปรับตัวอย่างมากต่อการพึ่งพาอาศัยกันนี้เกิดจากผักและผลไม้ที่ปลูกในสภาพภูมิอากาศและภูมิศาสตร์อื่นๆ ดังนั้นผลไม้เมืองร้อนที่ปลูกใกล้กับเส้นศูนย์สูตรจึงมีค่าต่ำกว่า 2 H และ 18 O ดิวทีเรียมในน้ำธรรมดาทั้งหมดจะอยู่ในรูปของ HDO ไม่ใช่ D 2 O นอกจากนี้ เอทิลแอลกอฮอล์ยังเป็นตัวสะสมดิวทีเรียมที่ดีอีกด้วย

ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่าทำไมการทำให้น้ำบริสุทธิ์จากไอโซโทปหนักและประการแรกจากดิวทีเรียม ทริเทียม และ 18 O จึงมีความสำคัญมาก อย่างไรก็ตาม จนถึงเมื่อไม่นานมานี้ การทำให้น้ำเสียที่ปนเปื้อนไอโซโทปและไอโซโทปหนักอื่น ๆ บริสุทธิ์อย่างมีประสิทธิภาพยังไม่มีอยู่จริง . ดังนั้นการกำจัดน้ำมวลหนักที่ใช้แล้วในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์จึงเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงซึ่งขัดขวางการเปิดตัวเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประเภทใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ก่อนหน้านี้เว็บไซต์ของเราได้รายงานเกี่ยวกับวิธีการผลิตน้ำทางอุตสาหกรรมที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลง วิธีแช่แข็ง-ระเหยด้วยสุญญากาศ และวิธีอิเล็กโทรลิซิส ... ..

ไอโซโทปหนักและกัมมันตภาพรังสีของไฮโดรเจนและออกซิเจนจำนวนมากเช่นนี้ในองค์ประกอบของน้ำซึ่งเป็นเมทริกซ์ของชีวิต เมื่อเริ่มเข้าสู่วัยแรกรุ่นได้ทำลายยีนของมัน ทำให้เกิดโรคต่างๆ มะเร็ง และเริ่มแก่ร่างกาย

ความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อแหล่งรวมยีนโดยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีและหนักของไฮโดรเจนและออกซิเจนในน้ำสามารถทำให้เกิดการสูญพันธุ์ของพืช สัตว์ และสายพันธุ์มนุษย์ ตามที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนกล่าวว่าคน ๆ หนึ่งถูกคุกคามด้วยการสูญพันธุ์หากเขาไม่เปลี่ยนไปใช้น้ำเบาที่พร่องในไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีและหนัก 18 O และ 2 H นั่นคือเหตุผลว่าทำไมในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 จึงมีเสียงในหมู่นักวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับการแยกไอโซโทปหนักของดิวเทอเรียม 2 H และออกซิเจน 18 O ออกจากน้ำดื่ม

การกำจัดไอโซโทปหนักของดิวทีเรียมและออกซิเจนออกจากน้ำดื่มธรรมดาไม่ใช่เรื่องง่าย ทำได้ด้วยวิธีทางกายภาพและเคมีต่างๆ เช่น การแลกเปลี่ยนไอโซโทป การแยกด้วยไฟฟ้า การแช่แข็งด้วยสุญญากาศ ตามด้วยการละลาย การแก้ไข การหมุนเหวี่ยง วิธีการเหล่านี้ได้รับการกล่าวถึงซ้ำแล้วซ้ำอีกในเว็บไซต์ของเรา

โรงงานอุตสาหกรรมแห่งแรกสำหรับการผลิตน้ำมวลเบาที่มีปริมาณดิวเทอเรียมและไอโซโทปต่ำกว่า 30-35% ถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวยูเครน G.D. Berdyshev และ I.N. Varnavsky ร่วมกับ Institute of Experimental Pathology, Oncology and Radiobiology ตั้งชื่อตาม A.I. R. Kavetsky RAS ของยูเครน การติดตั้งที่ไม่เหมือนใครนี้ทำให้สามารถผลิตน้ำแข็งจากแหล่งน้ำโดยการแช่แข็งไอน้ำเย็นที่สกัดจากแหล่งน้ำ ตามด้วยการละลายน้ำแข็งนี้ในตัวกลางรังสีอินฟราเรดและรังสีอัลตราไวโอเลต การทำให้น้ำละลายอิ่มตัวระดับไมโครด้วยก๊าซและแร่ธาตุพิเศษ

นักวิจัยพบว่าที่อุณหภูมิในช่วง 0-1.8 ° C โมเลกุลของน้ำที่มีดิวเทอเรียมและทริเทียมซึ่งแตกต่างจากน้ำโปรเทียมจะอยู่ในสถานะที่ไม่ใช้งานซึ่งเป็นของแข็งที่แพร่กระจายได้ คุณสมบัตินี้รองรับการแยกเศษส่วนของน้ำที่เบาและหนักโดยการสร้างอากาศที่หายากเหนือผิวน้ำที่อุณหภูมินี้ น้ำ Protium ระเหยอย่างเข้มข้น จากนั้นจะถูกจับโดยช่องแช่แข็ง กลายเป็นหิมะและน้ำแข็ง น้ำมวลหนักซึ่งอยู่ในสถานะของแข็งที่ไม่ใช้งานและมีความดันบางส่วนต่ำกว่ามาก จะยังคงอยู่ในถังระเหยของน้ำต้นทางพร้อมกับเกลือของโลหะหนักที่ละลายในน้ำ ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ผงซักฟอก และสารที่เป็นอันตรายและเป็นพิษอื่นๆ

การพึ่งพาอาศัยกันของความดันไอเหนือพื้นผิวเปิด (กระจก) ของน้ำต่ออุณหภูมิที่ความดันปกติเป็นที่รู้กัน ดังนั้น ที่ 0°C ความดันไอจะเท่ากับ 4.6 มม.ปรอท เมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้นเป็น +10 ° C ความดันไอจะเพิ่มขึ้นเป็น 9.2 มม. ปรอท นั่นคือสองเท่าและที่ 100 ° C จะเท่ากับ 760 มม. ปรอท การคำนวณแสดงให้เห็นว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นตั้งแต่ 0°C ถึง 40°C ความดันไอเหนือกระจกน้ำจะเพิ่มขึ้น 10 เท่า และที่ 100°C - 160 เท่า ความเข้มของการระเหยของน้ำที่เบาและหนักมีความสัมพันธ์กันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและการทำให้บริสุทธิ์เหนือผิวน้ำ ข้อมูลที่ได้รับในสภาพห้องปฏิบัติการบ่งชี้ถึงผลกระทบที่สำคัญของอุณหภูมิของน้ำก่อนการระเหยต่อปริมาณดิวทีเรียมในน้ำหลอมเหลวที่ได้จากไอเย็นเยือกแข็ง

เป็นที่ทราบกันดีว่าน้ำจากหิมะหรือน้ำแข็งที่มีปริมาณดิวเทอเรียมต่ำมีคุณสมบัติทางชีวภาพที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมด - พืช สัตว์ และมนุษย์ กิจกรรมทางชีวภาพของน้ำที่ละลายยังคงสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญจากการรวมกันของอิทธิพลบางอย่าง ตัวอย่างเช่น โดยกระแสของรังสีอัลตราไวโอเลต ในวิธีแก้ปัญหาที่นำเสนอนั้น การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดของน้ำแข็งจะดำเนินการในกระบวนการหลอมละลาย ทำให้สามารถรับน้ำละลายที่มีคุณสมบัติคล้ายกับน้ำละลายได้ เช่น จากการฉายรังสีแสงอาทิตย์บนน้ำแข็งบนยอดเขา

ภาพด้านล่างแสดงภาพของการติดตั้ง VIN-4 "Nadiya" สำหรับการผลิตน้ำดื่มที่ละลายเพื่อการรักษาโดยมีปริมาณดิวทีเรียมและไอโซโทปลดลง ในตัวเรือน 1 มีถังระเหย 2 สำหรับแหล่งน้ำที่มีอุปกรณ์สำหรับทำความร้อน 3 และอุปกรณ์สำหรับน้ำหล่อเย็น 4 ติดอยู่ นอกจากนี้ยังมีวาล์ว 5 สำหรับจ่ายน้ำไปยังเครื่องระเหยและวาล์ว b สำหรับระบายน้ำ กากที่ใช้แล้วอุดมไปด้วยไอโซโทปไฮโดรเจนหนัก

การแสดงแผนผังของการติดตั้ง VIN-4 "Nadia" ในสองเส้นโครง: พร้อม - รูปที่ 1 และทั่ว - รูปที่ 2

ตัวเรือน 1 มีอุปกรณ์ 7 สำหรับการควบแน่นและแช่แข็งไอเย็นในรูปของชุดชิ้นส่วนท่อผนังบางที่เชื่อมต่อกับปั๊มเพื่อสูบสารทำความเย็นผ่านเข้าไป อุปกรณ์ 7 พร้อมด้วยแหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลต 8 และรังสีอินฟราเรด 9 ถูกวางไว้เหนือภาชนะ 10 เพื่อรวบรวมน้ำที่ละลาย ช่องภายในของตัวเรือน 1 เชื่อมต่อด้วยท่อแยก 11 กับแหล่งจ่ายอากาศ ตัวอย่างเช่น กับปั๊มสุญญากาศด้านหน้าของประเภท VN-1MG นอกจากนี้ ตัวเรือน 1 ยังมีอุปกรณ์ 12 สำหรับจ่ายอากาศบริสุทธิ์หรือส่วนผสมของก๊าซพิเศษเข้าไปในโพรงภายใน

โรงงาน VIN-4 ติดตั้งระบบควบคุมความร้อนในช่องของถังระเหย 2 เพื่อควบคุมอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของกระบวนการระเหยของน้ำที่ผ่านการบำบัดเบื้องต้น ในกรณีที่ 1 มีช่องหน้าต่างสำหรับตรวจสอบกระบวนการระเหย การแช่แข็งของไอเย็นและน้ำแข็งละลาย -13 และ 14 ถัง 10 มีวาล์ว 15 สำหรับระบายน้ำที่ละลายและท่อสาขา 16 สำหรับเชื่อมต่อกับบล็อกเพื่อสร้างโครงสร้าง และคุณสมบัติของน้ำละลาย 17. บล็อก 17 ประกอบด้วยภาชนะทรงกรวยภายใน 18 พร้อมแร่ธาตุ ที่ทางออกของคอนเทนเนอร์ 19 มีการติดตั้งตัวกรอง 20 และวาล์วระบายน้ำ 21

หลักการทำงานของการติดตั้งมีดังนี้ จากท่อน้ำ ถังระเหย 2 จะเติมน้ำและสารทำความเย็นจะถูกสูบผ่านอุปกรณ์ 4 เมื่อถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ไม่เกิน +10°C กระบวนการหล่อเย็นของน้ำจะหยุดลง ตัวเรือน 1 ถูกปิดผนึกและอากาศถูกสูบออกทางท่อ P - เพื่อสร้างสุญญากาศในปริมาตรภายในของตัวเรือนการติดตั้ง การสร้างการทำให้บริสุทธิ์นั้นมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซอย่างเข้มข้นที่ละลายอยู่ในนั้นจากปริมาตรทั้งหมดของแหล่งน้ำและการกำจัดจากนั้นโดยการระเหยอย่างเข้มข้นจนถึงการเดือดของน้ำซึ่งสังเกตได้จากหน้าต่าง 13 และ 14 . ไอเย็นที่เกิดจากการควบแน่นและแข็งตัวบนพื้นผิวขององค์ประกอบลอนของช่องแช่แข็ง 7. เมื่อความหนาของน้ำแข็งถึงค่าที่กำหนดไว้กระบวนการระเหยจะหยุดลง ปิดปั๊ม foreline แหล่งที่มาของรังสีอัลตราไวโอเลต 8 และอินฟราเรด 9 เปิดอยู่และอากาศบริสุทธิ์หรือองค์ประกอบที่เตรียมไว้เป็นพิเศษของก๊าซกัมมันต์จะถูกนำเข้าไปในโพรงของตัวเรือน 1 ผ่านอุปกรณ์ 12 นำความดันในตัวเรือน 1 ไปที่ระดับหรือสูงกว่าชั้นบรรยากาศ น้ำส่วนที่เหลือในภาชนะ 2 ซึ่งอุดมไปด้วยไอโซโทปหนักจะถูกเทผ่านวาล์ว 6 ลงในภาชนะแยกต่างหากหรือเทออก เมื่อน้ำแข็งฉายรังสีและละลาย น้ำที่ละลายจะเข้าสู่ถัง 10 จากนั้นไปที่หน่วย 17 เพื่อสร้างโครงสร้างและคุณสมบัติของน้ำที่ละลาย เมื่อผ่านแร่ธาตุของถังทรงกรวยด้านใน 18 และด้านนอก 19 ถังและผ่านตัวกรอง 20 น้ำที่ละลายจะเสร็จสิ้นการเดินทางโดยได้รับคุณสมบัติพิเศษในการให้ชีวิตและการรักษา

อุปกรณ์ที่คล้ายกันสำหรับรับน้ำที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีปริมาณดิวทีเรียมต่ำได้รับการออกแบบในปี 2543 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Sinyak Yu.E.; Gaidadymov V.B. และ Grigoriev A.I. จากสถาบันชีวเวชปัญหา. คอนเดนเสทที่มีความชื้นในบรรยากาศหรือการกลั่นจะถูกย่อยสลายในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ด้วยอิเล็กโทรไลต์แลกเปลี่ยนไอออนที่เป็นของแข็ง ก๊าซอิเล็กโทรลิซิสที่เกิดขึ้นจะเปลี่ยนน้ำและควบแน่น อิเล็กโทรลิซิสจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 60-80 o C ไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าจะถูกแลกเปลี่ยนไอโซโทปกับไอน้ำในไฮโดรเจนบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่สนับสนุนโดยถ่านกัมมันต์ที่มีฟลูออโรพลาสต์ 4-10% และแพลเลเดียมหรือแพลทินัม 2-4% จากการอิเล็กโทรไลซิสไฮโดรเจนและออกซิเจน ไอน้ำจะถูกกำจัดออกโดยผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนอิออน ก๊าซอิเล็กโทรไลซิสที่บริสุทธิ์จากดิวเทอเรียมจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำ ส่วนหลังจะถูกทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมและการทำให้เป็นแร่ตามมาโดยการสัมผัสกับคาร์บอเนตที่มีแคลเซียมแมกนีเซียม วัสดุส่วนใหญ่เป็นโดโลไมต์

ในเครื่องปฏิกรณ์แลกเปลี่ยนไอโซโทป D 2 /H 2 O จะใช้ถ่านกัมมันต์ PAH-SW ซึ่งส่งเสริมด้วยแพลเลเดียม 2-4% และฟลูออโรเรซิ่น 4-10% ที่อุณหภูมิอิเล็กโทรลิซิส ไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าถูกส่งผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา การแลกเปลี่ยนไอโซโทป D 2 /H 2 O เกิดขึ้นกับไอน้ำในไฮโดรเจน เกิดขึ้นที่อุณหภูมิอิเล็กโทรลิซิส (60-80 o C) สิ่งนี้ทำให้สามารถเพิ่มระดับของการแลกเปลี่ยนไอโซโทป D 2 /H 2 O ซึ่งเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิการแลกเปลี่ยนไอโซโทปลดลง และไม่รวมค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเพิ่มเติมสำหรับการกลายเป็นไอของน้ำ

อุปกรณ์ประกอบด้วยเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่มีอิเล็กโทรไลต์แลกเปลี่ยนไอออนที่เป็นของแข็งประกบอยู่ระหว่างแอโนดที่มีรูพรุนและแคโทด ตัวแปลงก๊าซอิเล็กโทรไลซิสให้เป็นน้ำ คอนเดนเซอร์ของอิเล็กโทรไลต์ และตัวสะสมน้ำที่ปราศจากดิวทีเรียม นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังติดตั้งเพิ่มเติมด้วยเครื่องเป่าออกซิเจน เครื่องปฏิกรณ์แลกเปลี่ยนไอโซโทป D 2 /H 2 O และเครื่องปรับสภาพน้ำ ผนังด้านนอกของเครื่องปฏิกรณ์และเครื่องอบแห้งสร้างจากเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน นอกจากนี้ เครื่องทำแห้งออกซิเจนยังมีเครื่องแลกเปลี่ยนประจุบวกที่แลกเปลี่ยนไอออน และเครื่องปรับสภาพน้ำถูกสร้างขึ้นจากตัวกรองที่มีวัสดุแลกเปลี่ยนไอออนหลายชั้นจับยึด ตัวดูดซับ และ Mineralizer ที่มีวัสดุแคลเซียมแมกนีเซียมคาร์บอเนตแบบเม็ด ในกรณีนี้จะได้รับน้ำดื่มซึ่งมีดิวเทอเรียมลดลงอย่างมากซึ่งมีฤทธิ์ทางชีวภาพที่ดี

การติดตั้งนี้ออกแบบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย คอนเดนเสทที่มีความชื้นในบรรยากาศบริสุทธิ์หรือการกลั่นจะเข้าสู่ห้องแอโนดของเซลล์ด้วยอิเล็กโทรไลต์แลกเปลี่ยนไอออนที่เป็นของแข็ง ซึ่งกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 60-80 o C ออกซิเจนและไฮโดรเจนที่ปราศจากดิวเทอเรียมเกิดขึ้นเป็นผล ของอิเล็กโทรไลซิสด้วยไอน้ำจะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องทำแห้งออกซิเจนและเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์แลกเปลี่ยนไอโซโทป ซึ่งผนังด้านข้างด้านนอกนั้นถูกสร้างขึ้นจากเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน น้ำไฮโดรเจนไอออนที่ไฮเดรตถูกถ่ายโอนผ่านอิเล็กโทรไลต์แลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นของแข็ง และภายใต้ความดัน น้ำจะเข้าสู่ตัวสะสมแคโทไลต์ ในเครื่องปฏิกรณ์แลกเปลี่ยนไอโซโทปเร่งปฏิกิริยาที่เติมถ่านกัมมันต์ที่มีฟลูออโรพลาสต์ 4-10% และแพลเลเดียมหรือแพลทินัม 2-4% โดยน้ำหนัก จะเกิดปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอโซโทป D 2 /H 2 O

หลังจากการแลกเปลี่ยนไอโซโทป ไฮโดรเจนจะถูกทำให้แห้งจากไอน้ำ ซึ่งถูกดูดซับและกำจัดออกผ่านตัวแลกเปลี่ยนไอออนของเครื่องปฏิกรณ์ที่อยู่บนผนังด้านนอก ก๊าซที่แห้งจะเข้าสู่ตัวแปลงของก๊าซอิเล็กโทรลิซิส เข้าไปในตัวเร่งปฏิกิริยา เปลวไฟของคบเพลิงจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ที่ระบายความร้อนในช่องที่มีน้ำประปา ซึ่งไอน้ำจะควบแน่นและเข้าสู่เครื่องปรับอากาศสำหรับการบำบัดภายหลังบนตัวกรองการดูดซับ จากนั้นน้ำจะเข้าสู่ตัวกักเก็บน้ำที่ปราศจากดิวทีเรียม การระบายความร้อนของอุปกรณ์และการทำงานของเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนสำหรับการอบแห้งก๊าซอิเล็กโทรไลซิสจากไอน้ำนั้นดำเนินการโดยพัดลม

น้ำที่ควบแน่นทางชีวภาพที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลงจะต้องได้รับการดูดซับหลังการบำบัดบนตัวกรองที่มีชั้นผสมของวัสดุแลกเปลี่ยนไอออน (ตัวแลกเปลี่ยนไอออน) และตัวดูดซับ - ถ่านกัมมันต์ ตัวแลกเปลี่ยนประจุบวก KU-13 Pch และตัวแลกเปลี่ยนไอออน AV-17-1 ถูกใช้เป็นตัวแลกเปลี่ยนไอออน ในระหว่างการดูดซับหลังการบำบัดน้ำ อัตราการกรองเชิงปริมาตรจะคงที่เท่ากับ 1 ปริมาตรของตัวกรองการดูดซับต่อชั่วโมง หลังจากการดูดซับหลังการบำบัด น้ำจะถูกทำให้เป็นแร่ธาตุบนโดโลไมต์ ผลการทำความสะอาดในตารางที่ 1 และ 2

ผลผลิตของการติดตั้งสำหรับน้ำที่มีความเข้มข้นของดิวทีเรียมลดลงคือ 50 มล. ต่อชั่วโมง ภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์บนยานอวกาศ แนะนำให้เปลี่ยนก๊าซอิเล็กโทรไลซิสเป็นน้ำในเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งไม่รวมกระบวนการแยกก๊าซและของเหลว และช่วยให้พลังงานที่สร้างขึ้นในเซลล์เชื้อเพลิงถูกส่งกลับไปยังระบบจ่ายพลังงานของยานอวกาศ

ต่อในหน้าถัดไป

รูปด้านล่างแสดงแผนผังอุปกรณ์สำหรับรับน้ำดื่มที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลงจากคอนเดนเสทหรือน้ำกลั่นที่มีความชื้นในบรรยากาศ อุปกรณ์ประกอบด้วยคอนเทนเนอร์ 1 ที่มีคอนเดนเสทหรือการกลั่นความชื้นในบรรยากาศซึ่งเชื่อมต่อกับห้องแอโนด 2 ของเซลล์ด้วยอิเล็กโทรไลต์แลกเปลี่ยนไอออน เซลล์ประกอบด้วยอิเล็กโทรดที่มีรูพรุน (แอโนด 2 และแคโทด 3) ที่ทำจากไททาเนียมเคลือบด้วยทองคำขาว ออกซิเจนและไฮโดรเจนเกิดขึ้นจากการอิเล็กโทรไลซิสด้วยไอน้ำผ่านอิเล็กโทรดที่มีรูพรุนเข้าสู่เครื่องทำแห้งออกซิเจน 4 และเครื่องปฏิกรณ์แลกเปลี่ยนไอโซโทป 5 เครื่องอบออกซิเจน 4 เต็มไปด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกแลกเปลี่ยนไอออน ผนังด้านนอกของเครื่องทำแห้ง 4 เกิดจากเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน 6 ออกซิเจนที่เข้ามาจะถูกทำให้แห้งเนื่องจากการดูดซับโดยตัวเติมแลกเปลี่ยนไอออน (ตัวแลกเปลี่ยนประจุบวก) และการระเหยของไอน้ำผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน 6. ก๊าซแห้งจะเข้าสู่ หัวเผาแก๊ส 9. จากนั้นไอน้ำจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ 10 และจากนั้นเข้าสู่เครื่องปรับอากาศ 11 สำหรับการบำบัดและการทำแร่หลังจากนั้นน้ำจะเข้าสู่ตัวสะสมของน้ำที่ลดลงในดิวทีเรียม 12. การทำความเย็นของอุปกรณ์และการทำงานของเครื่องอบแห้ง ของก๊าซอิเล็กโทรลิซิสจากน้ำถูกพัดพาโดยพัดลม 7

การศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพของน้ำที่ปราศจากดิวเทอเรียมในพืชและสัตว์ชั้นสูงได้แสดงให้เห็นว่าน้ำที่ปราศจากดิวทีเรียมตามรูปแบบการประมวลผลแบบขั้นตอนเดียวนั้นมีฤทธิ์ทางชีวภาพในเชิงบวก:

การเพิ่มขึ้นของปริมาณมวลชีวภาพและเมล็ดพืชระหว่างการเพาะปลูกอาราบิดอพซิสและบราสซิก้าในระหว่างวัฏจักรทั้งหมดของการเกิดออโตเจเนซิสโดยใช้ตัวอย่างน้ำที่ศึกษาซึ่งมีองค์ประกอบไอโซโทปที่เปลี่ยนไป ในเวลาเดียวกันการผลิตเมล็ดพันธุ์เพิ่มขึ้น 2-6 เท่า;

พบว่าเนื้อหาของนกกระทาตั้งแต่อายุ 6 วันจนถึงวัยเจริญพันธุ์ในน้ำที่ปราศจากดิวเทอเรียมนำไปสู่การเร่งการพัฒนาของอวัยวะสืบพันธุ์ (ขนาดและน้ำหนัก) และความก้าวหน้าในกระบวนการสร้างสเปิร์ม

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาน้ำนี้เป็นเวลาสามปี การทดลองครั้งแรกดำเนินการกับหนูเชิงเส้นที่มีมะเร็งปอดลูอิสที่ได้รับการฉีดวัคซีน น้ำที่ระลึกชะลอการพัฒนาของกระบวนการมะเร็งและเพิ่มความต้านทานของสัตว์ ทำการทดลองกับหนูจำนวน 75 ตัว อายุ 3-3.5 เดือน โดยแบ่งออกเป็น 5 กลุ่ม ๆ ละ 15 ตัว ตามชนิดของน้ำที่ทำการศึกษา

ตัวบ่งชี้สองตัวสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ: ความล่าช้าในการแพร่กระจายและการลดน้ำหนักของสัตว์ในระหว่างการทดลอง ผลการกระตุ้นที่มีประสิทธิภาพของน้ำโบราณในระบบภูมิคุ้มกันของสัตว์ทำให้การพัฒนาของการแพร่กระจายช้าลง 40% (!) เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม และการลดน้ำหนักของสัตว์ที่ดื่มน้ำโบราณลดลงครึ่งหนึ่งในตอนท้าย ของการทดลอง

จากนั้นนักวิจัยได้ค้นพบกลไกการออกฤทธิ์ของน้ำที่สะสมในสิ่งมีชีวิตของสัตว์ - ในการหายใจและออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชั่นของไมโตคอนเดรียในตับของหนู ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของเลือดส่วนปลาย สี่สัปดาห์หลังจากเริ่มการทดลอง การเพิ่มจำนวนเม็ดเลือดแดงในเลือดหนึ่งมิลลิลิตรในหนูที่ดื่มน้ำที่ระลึกมีจำนวน 657,000 เซลล์ ปริมาณฮีโมโกลบินเพิ่มขึ้น 1.54 กรัม% ผลบวกที่ชัดเจนของน้ำต่อพารามิเตอร์ความอิ่มตัวของออกซิเจนของเนื้อเยื่อตับก็สังเกตเห็นเช่นกัน: การเพิ่มขึ้นของ pO2 คือ 15% ศักยภาพในการหายใจเพิ่มขึ้น 1.3 เท่า ผลประโยชน์ของน้ำที่ระลึกต่อสุขภาพของหนูเป็นหลักฐานโดยความต้านทานที่เพิ่มขึ้นและน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม เพื่อให้แน่ใจถึงประโยชน์ของการให้น้ำต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ก็ยังจำเป็นต้องทดสอบผลกระทบต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช จากผลการศึกษาที่สถาบันข้าวโพดแห่งสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์พบว่าผลการกระตุ้นของน้ำรีลิกต์ต่อต้นอ่อนของข้าวสาลี แฟลกซ์ ข้าวโพด เทียบได้กับผลของสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช เช่น ฟูมารัน และฟูมารัน ในขณะที่รีลิค น้ำมีผลกระตุ้นต้นอ่อนทานตะวันที่เด่นชัดกว่า

การศึกษากิจกรรมทางชีวภาพของน้ำแร่ที่มีปริมาณดิวทีเรียมต่างกันซึ่งได้รับจากการติดตั้ง VIN-7 "Nadiya" เกี่ยวกับกิจกรรมของสเปิร์มมาโตซัวได้ดำเนินการในปี พ.ศ. 2541 ที่สถาบันสุขอนามัยสิ่งแวดล้อมและพิษวิทยาซึ่งตั้งชื่อตาม L. Medved จากกระทรวงสาธารณสุขของยูเครน ในตัวอย่างน้ำที่ระลึกจากการติดตั้ง VNN-7 "Nadiya" สเปิร์มมาโตซัวจะคงกิจกรรมการทำงานได้นานขึ้น และจะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณดิวทีเรียมในน้ำลดลง หากเราคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ทราบกันดีว่าการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตนั้นสัมพันธ์กับศักยภาพของกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์สืบพันธุ์ ความสำคัญของการให้น้ำแก่ลูกหลานในอนาคตก็จะชัดเจนขึ้น

คุณสมบัติทางการแพทย์และชีวภาพของน้ำแร่ในปี พ.ศ. 2538 ได้รับการศึกษาที่ภาควิชาทั่วไปและพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลของมหาวิทยาลัยแห่งชาติเคียฟ ที. เชฟเชนโก. แมลงหวี่เป็นวัตถุจำลองที่มีชีวิตที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปในวิทยาศาสตร์โลกสำหรับการทดลองทางชีววิทยาและการแพทย์ต่างๆ ควรศึกษาผลกระทบของน้ำสามชนิดต่อวัฏจักรการกำเนิดและการพัฒนาของแมลงหวี่เมลาโนกาสเตอร์ในสาย Oregon - ต่อการวางไข่ การเกิดตัวอ่อนจากไข่ ดักแด้จากตัวอ่อน และตัวเต็มวัย (ตัวเต็มวัย) จากดักแด้

เป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบผลกระทบจากการป้องกันเชื้อโรค (ฟื้นฟู) การป้องกันรังสีและต้านการกลายพันธุ์ของการสัมผัสกับน้ำที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลง 5% ต่อแมลงหวี่ในระหว่างการพัฒนา

หลังจากได้รับผลบวกจากการทดลองกับแมลงหวี่ นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำการวิจัยในสัตว์เลือดอุ่นต่อไป สิ่งนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยความสนใจของผู้เชี่ยวชาญด้านการช่วยชีวิตนักบินอวกาศ (สถาบันปัญหาชีวการแพทย์ มอสโก) ซึ่งส่งตัวอย่างน้ำที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลง (60%) สำหรับการศึกษาเปรียบเทียบ

ในปี พ.ศ. 2541 มีการศึกษาผลกระทบของน้ำที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลง ซึ่งได้มาจากเทคโนโลยีอิเล็กโทรลิซิสที่สถาบันปัญหาชีวการแพทย์ และน้ำที่ได้จากเทคโนโลยีสุญญากาศที่การติดตั้ง VIN-7 "Nadiya" ต่อระบบภูมิคุ้มกัน ของหนูตะเภา

มันควรจะตรวจสอบว่าน้ำชนิดใดที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงกว่าซึ่งมีผลดีต่อระบบภูมิคุ้มกัน - อิเล็กโทรไลซิสบริสุทธิ์จากดิวทีเรียม 60% หรือดูดน้ำจาก "นาเดีย" ด้วยความเข้มข้นของดิวทีเรียมลดลงเพียง 9%?

ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส น้ำที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลง 60% จะคงคุณสมบัติเชิงลบของน้ำกลั่นไว้ (ขาดแร่ธาตุ เพิ่มปริมาณก๊าซที่ละลาย โครงสร้างโมเลกุลของน้ำที่ไม่เป็นระเบียบ) เป็นเพียงวัตถุดิบตั้งต้นในการหาน้ำดื่มสำหรับนักบินอวกาศเท่านั้น

ข้อดีของกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสคือสามารถกำจัดดิวเทอเรียมได้ (มากถึง 90%) ดังนั้นจึงใช้สำหรับการทดลองกับสัตว์และพืช

ด้วยเทคโนโลยีสุญญากาศสำหรับการผลิตน้ำที่มีปริมาณดิวทีเรียมลดลง ทำให้ได้น้ำดื่มที่มีแร่ธาตุระดับจุลภาคโดยมีก๊าซที่ละลายในน้ำในปริมาณที่ลดลงและมีโครงสร้างคล้ายน้ำแข็งตามสั่ง

สำหรับการทดลองนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้นำหนูตะเภาที่โตเต็มที่ 12 ตัว ในการเพาะเลี้ยงเซลล์เม็ดเลือดขาวของกลุ่มควบคุม 1 ได้เติมน้ำซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายกับน้ำเกลือทางสรีรวิทยา น้ำอิเล็กโทรไลซิสถูกเติมเข้าไปในลิมโฟไซต์ของกลุ่มที่ 2 ในกลุ่มที่สาม ใช้น้ำสำรองจากการติดตั้ง VIN-7 "Nadiya" กลุ่มที่สี่ประกอบด้วยน้ำหนักที่มีปริมาณดิวทีเรียมสูงกว่า 40%

การประเมินสถานะภูมิคุ้มกันของสัตว์ดำเนินการตามการทดสอบสี่อย่างที่เป็นที่ยอมรับในวิทยาภูมิคุ้มกันโลก: E-ROK - เปิดเผยความสามารถในการจับเซลล์ต่างประเทศ FG-NG - อธิบายถึงความสามารถของ neutrophilic granulocytes (NG) ต่อ phagocytosis (PG); FG - MF - กำหนดความสามารถของแมคโครฟาจ (MF) ในการทำลายเซลล์ การทดสอบครั้งที่สี่แสดงถึงกิจกรรมการฆ่าของ T-lymphocytes ซึ่งเป็นความสามารถในการฆ่าเซลล์ทั้งหมดของร่างกายที่มีการเปลี่ยนแปลงอันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์

มีการสังเกตผลการกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่สำคัญซึ่งเกิดจากน้ำที่สะสมจากการติดตั้ง VIN-7 "Nadiya" (หมายเลข 3) แม้จะมีดิวทีเรียมลดลง 9% แต่ก็แสดงผลกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของหนูตะเภาได้ดีที่สุด ซึ่งเหนือกว่าน้ำอิเล็กโทรไลซิส (#2) ที่มีดิวทีเรียมลดลง 60% ทุกประการ น้ำที่มีน้ำหนักมากมีผลอย่างมากต่อภูมิคุ้มกันของสัตว์

น้ำที่ปราศจากดิวเทอเรียมส่งผลต่อสัตว์อย่างไร? คำตอบสำหรับคำถามนี้ได้รับจากนักวิชาการแห่งยูเครน V.I. บดินทร์. เขาวัดพลวัตของการลดลงของปริมาณดิวทีเรียมในร่างกายของลูกโคอายุ 4 เดือน ซึ่งได้รับน้ำที่ป้อนด้วยปริมาณดิวทีเรียมที่ลดลง

เลือกลูกวัวอายุ 4 เดือนที่แข็งแรง 3 ตัวสำหรับการทดลอง แต่ละคนถูกวางไว้ในคอกแยกต่างหาก ก่อนเริ่มการทดลอง มีการเก็บตัวอย่างปัสสาวะ เลือด และเส้นผมจากสัตว์ทดลอง สัตว์ถูกวัดเพื่อกำหนดน้ำหนัก ระหว่างการทดลอง ลูกโคได้รับอาหารแห้ง (1.5–2 กก./วัน) และอาหารผสม (2 กก./วัน) และพวกมันถูกเลี้ยงด้วยน้ำบริสุทธิ์ด้วยการเติมน้ำหนักด้วยการเปลี่ยนไอโซโทปของโปรเทียม/ดิวเทอเรียม

จากนั้นในวันที่สอง ห้า และเจ็ดของการทดลอง ปัสสาวะและเลือดถูกนำออกจากสัตว์ ซึ่งตรวจหาปริมาณของดิวทีเรียม ตลอดจนมาโครและองค์ประกอบย่อย ทุกวัน น่องจะถูกวัดชีพจร อัตราการหายใจ และอุณหภูมิร่างกาย ตลอดการทดลอง ลูกวัวได้รับการตรวจสอบโดยสัตวแพทย์และผู้เชี่ยวชาญด้านปศุสัตว์

พบว่าความเข้มข้นของดิวทีเรียมในปัสสาวะของสัตว์ก่อนเริ่มการทดลองมีค่าประมาณเท่ากับความเข้มข้นของดิวทีเรียมในน้ำของภูมิภาคมอสโก

นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

การบริโภคน้ำที่ปราศจากดิวเทอเรียมโดยสัตว์ทำให้องค์ประกอบไอโซโทปของน้ำปัสสาวะเปลี่ยนไป

การบริโภคน้ำบริสุทธิ์ของสัตว์ทำให้ความเข้มข้นของแคลเซียมในปัสสาวะลดลง

ปริมาณแคลเซียม แมกนีเซียม และแคดเมียมในแนวเส้นผมลดลง

มีการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของครีเอนินในปัสสาวะและซีรั่มในเลือดในขณะที่รักษาอัตราส่วนของความเข้มข้นของเลือดต่อปัสสาวะ

ลูกโคที่ดื่มน้ำที่มีดิวทีเรียมพร่องจะแตกต่างจากลูกวัวทั่วไปในด้านความว่องไวและความคล่องตัวสูง

ผลของไอโซโทปของดิวทีเรียมสามารถกระตุ้นหรือยับยั้งกระบวนการทางชีวเคมีในร่างกายได้ อย่างไรก็ตาม จนกว่าจะมีการรวบรวมข้อมูลเบื้องต้นในด้านพิษวิทยาของดิวทีเรียม การศึกษาผลกระทบของมันต่อมนุษย์จึงเป็นสิ่งที่อันตรายมาก ขั้นตอนแรกในการใช้งานจริงของน้ำปราศจากดิวทีเรียมคือการใช้น้ำเบาในอาหารของบุคลากรฝ่ายผลิตน้ำมวลหนักเพื่อเป็นมาตรการป้องกัน

ในรัสเซียมีการผลิตแอนะล็อกของน้ำที่ระลึกด้วยเช่นกัน - น้ำที่มีปริมาณดิวทีเรียมต่ำ, น้ำเบา "Langvey" และน้ำเบา "Protius" ซึ่งรวบรวมนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในสถาบันการศึกษาในครั้งเดียวและผู้ที่ชื่นชอบการลงทุน เงินและความพยายามในน้ำแห่งอนาคต พวกเขาตั้งเป้าหมายในการสร้างการผลิตน้ำแบบเบาที่มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบผลิตน้ำแบบตะวันตกที่มีอยู่

น้ำเบาเป็นผลพลอยได้จากการผลิตน้ำมวลหนัก ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในฐานะตัวกลั่นกรองนิวตรอน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จากการศึกษาที่พิสูจน์ถึงประโยชน์สูงสุดของน้ำเบา (ดูตัวอย่าง www.langvey.ru) สำหรับร่างกายมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันและรักษามะเร็ง น้ำเบาสำหรับดื่มได้ปรากฏบน ตลาดภายในประเทศ ปริมาณดิวทีเรียมในนั้นซึ่งกำหนดคุณภาพและราคาแตกต่างกันไปตั้งแต่ 25 ppm (หนึ่งในล้าน) ขั้นละ 20-30 ppm เนื่องจากความเข้มข้นของแรงงานสูงในการผลิตน้ำหนึ่งลิตรในตลาดจึงมีราคาตั้งแต่หลายสิบดอลลาร์สหรัฐขึ้นไป

บริษัท แรกใช้เทคโนโลยีดั้งเดิมของวิธีการบำบัดน้ำแบบแรงเหวี่ยง - กระแสน้ำวน บริษัท ที่สอง - เทคโนโลยีการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากดิวทีเรียมและไอโซโทปโดยการแก้ไขคอลัมน์ การแก้ไขน้ำเป็นกระบวนการถ่ายโอนมวลที่ซับซ้อนซึ่งดำเนินการในอุปกรณ์ทวนกระแสน้ำที่มีองค์ประกอบสัมผัส - หัวฉีดหรือแผ่น ในกระบวนการกลั่นน้ำ มีการแลกเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องระหว่างโมเลกุลของเฟสของเหลวและไอซึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน

ในกรณีนี้ เฟสของเหลวจะเสริมด้วยส่วนประกอบที่มีจุดเดือดสูงกว่า และเฟสไอจะเสริมด้วยส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำ - น้ำมวลหนักและไอโซโทปหนักอื่นๆ ของไอโซโทป 3 H และออกซิเจน 18 O ในกรณีส่วนใหญ่ การแก้ไขคือ ดำเนินการในอุปกรณ์คอลัมน์ทวนกระแสที่มีองค์ประกอบสัมผัสต่างๆ - หัวฉีดหรือแผ่น กระบวนการถ่ายเทมวลเกิดขึ้นตลอดความสูงของเสาระหว่างเสมหะที่ไหลลงมากับไอน้ำที่ลอยขึ้น เพื่อทำให้กระบวนการถ่ายโอนมวลเข้มข้นขึ้น มีการใช้องค์ประกอบสัมผัส - หัวฉีดและแผ่น ซึ่งช่วยเพิ่มพื้นผิวการถ่ายโอนมวล ในกรณีใช้บรรจุภัณฑ์ ของเหลวจะไหลลงมาเป็นฟิล์มบางๆ บนพื้นผิว ในกรณีใช้ถาด ไอระเหยจะผ่านชั้นของเหลวที่ผิวถาด

ข้าว. ซ้าย - รูปแบบของคอลัมน์การกลั่น

ข้าว. ด้านขวา - หน่วยกลั่นทดลองสำหรับการลดโปรตีนของน้ำธรรมดา พัฒนาขึ้นที่ห้องปฏิบัติการเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเพื่อแยกไอโซโทปไฮโดรเจน ภาพจากเว็บไซต์http://nrd.pnpi.spb.ru/lriv/home_rus.htm

คอลัมน์การกลั่นคำนวณตามไดอะแกรมการต้มน้ำสำหรับพารามิเตอร์การแก้ไขที่กำหนด - องค์ประกอบของน้ำต้นทาง สารตกค้างจากการกลั่น การกลั่น ผลผลิตและแรงดันใช้งานในคอลัมน์ จากนั้นจึงเลือกประเภทของถาด ความเร็วไอน้ำ เส้นผ่านศูนย์กลางคอลัมน์ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวล ความสูงของคอลัมน์ ความต้านทานไฮดรอลิกของถาด หลังจากนั้นจะมีการคำนวณคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพตลอดจนตัวบ่งชี้ทางเศรษฐกิจของการใช้คอลัมน์การกลั่น ในทางปฏิบัติ สำหรับการทำให้น้ำบริสุทธิ์จากไอโซโทปที่ลึกยิ่งขึ้น จะไม่ได้ใช้คอลัมน์การกลั่นเพียงชุดเดียว แต่ใช้ทั้งชุด - แบตเตอรี่ของคอลัมน์ 20 คอลัมน์แยกกัน

ข้าว . มุมมองทั่วไปของแบตเตอรี่ของคอลัมน์การกลั่นสำหรับแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็น "เบา" และ "หนัก" ภาพจากเว็บไซต์www.langvey.ru

น้ำดื่มเบา "Langvey" ผลิตขึ้นโดยมีปริมาณดิวทีเรียมตกค้างแตกต่างกัน (ตั้งแต่ 125 ถึง 50 ppm) บรรจุในขวด PET ที่มีความจุ 0.55 ลิตรและ 1.5 ลิตร) และมีไว้สำหรับดื่มและปรุงอาหาร จากการทดลองทางคลินิกที่ศูนย์วิทยาศาสตร์การแพทย์เพื่อการบูรณะและระบบทางเดินปัสสาวะของรัสเซียและสถาบันความงาม แนะนำให้ดื่มน้ำ "Langvey" เป็นเครื่องดื่มประจำวันเพื่อทำให้การเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและไขมันเป็นปกติ ความดันโลหิต การแก้ไขน้ำหนัก ปรับปรุงการทำงาน ของระบบทางเดินอาหาร เพิ่มอัตราการแลกเปลี่ยนน้ำและขจัดสารพิษออกจากร่างกาย

โต๊ะ. ลักษณะเปรียบเทียบของน้ำดื่ม "แลงเวย์" กับน้ำแร่ยี่ห้อดัง

ชื่อแร่ น้ำ

หน้าชม

ความเข้มข้นของไอออนหลัก มก./ล

สมาธิ- เครื่องส่งรับวิทยุ ดิวเทอเรียม, หน้าต่อนาที

ไพเพอร์

แอนไอออน

แคลิฟอร์เนีย 2+

มก 2+

นา +

เค +

เฟ 2+/3+

เอชซีโอ 3 -

คล -

ฉ -

ดังนั้น 4 2-

เลขที่ 3 -

แลงเวย์

มัสโกวี

ไม่ได้รับการควบคุม

เทคโนโลยีนี้ทำให้น้ำธรรมชาติบริสุทธิ์จากดิวเทอเรียมเพื่อบันทึกค่าลำดับที่ 1-2 ppm นี่คือน้ำเบาบริสุทธิ์ทางเคมีที่มีองค์ประกอบไอโซโทปที่กำหนด นอกจากนี้ ผลผลิตของการทำน้ำให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีนี้เป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่าวิธีอื่นๆ ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนลดลง ด้วยการผลิตน้ำปริมาณมาก ในอนาคตจะมีให้สำหรับทุกคน

ขณะนี้กำลังดำเนินการเพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำในทุกประเทศทั่วโลก อย่างไรก็ตาม โรงบำบัดและเทคโนโลยีการบำบัดน้ำที่มีอยู่ไม่สามารถรองรับงานของพวกเขาได้ ดังนั้นจึงมีวิธีการและอุปกรณ์ต่าง ๆ สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ไอโซโทปของน้ำดื่มจากดิวทีเรียม โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์ทั้งหมดเหล่านี้ ไม่ว่าการทำให้บริสุทธิ์จะสมบูรณ์แบบเพียงใด ก็ไม่สามารถทำอะไรกับความทรงจำทางพันธุกรรมของน้ำได้ ซึ่งแสดงออกมาในความสามารถของน้ำในการเก็บร่องรอยของการกระทำของสารประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ทั้งหมด รวมทั้งไอโซโทปบนมัน โครงสร้างโมเลกุล

นี่ไม่ใช่งานง่าย อย่างไรก็ตาม การทำงานเป็นเวลาหลายปี การทดลองจำนวนมากและการสร้างเทคโนโลยีได้นำนักวิทยาศาสตร์ไปสู่เป้าหมาย: เพื่อให้ได้น้ำที่ใสราวคริสตัลพร้อมการทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึกจากดิวเทอเรียม องค์ประกอบแร่ธาตุที่เหมาะสม และโครงสร้างทางธรรมชาติที่ได้รับจากการแก้ไขอย่างล้ำลึก

ในการทดลองในอนาคต มีการวางแผนว่านักบินอวกาศในเที่ยวบินระหว่างดาวเคราะห์จะดื่ม "น้ำเบา" ในอวกาศ ซึ่งเป็นน้ำที่ไอโซโทปไฮโดรเจนและออกซิเจนหนักถูกกำจัดออกไป และมีผลทางชีวภาพในเชิงบวก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปกป้องร่างกายจากรังสี

ดังที่ Yury Sinyak ศาสตราจารย์แห่งสถาบันปัญหาทางการแพทย์และชีวภาพกล่าวในการประชุมในกรุงมอสโกที่อุทิศให้กับการพัฒนาระบบช่วยชีวิตสำหรับการบินอวกาศ การศึกษาแสดงให้เห็นว่า "น้ำเบา" ซึ่งไม่มีดิวทีเรียมและออกซิเจนหนัก เนื้อหาจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ในทางกลับกัน มีคุณสมบัติทางชีวภาพที่เป็นประโยชน์หลายประการ

ในการทดลองที่ Institute of Biomedical Problems แสดงให้เห็นว่าน้ำเล็กน้อยสามารถป้องกันรังสีได้ หนูที่ได้รับปริมาณรังสีปริมาณมากจะมีอายุยืนยาวกว่าหากดื่มน้ำเล็กน้อย

นอกจากนี้ ยังมีการค้นพบคุณสมบัติในการต่อต้านเนื้องอกของน้ำชนิดเบา ซึ่งจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าน้ำชนิดนี้สามารถชะลอการเจริญเติบโตของเนื้องอกบางชนิดได้

น้ำเบาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนในโครงสร้างและองค์ประกอบซึ่งมีผลทางสรีรวิทยาต่อร่างกายมนุษย์ ในเรื่องนี้ สิ่งสำคัญคือต้องประเมินผลกระทบต่อร่างกายของการทำน้ำดื่มให้บริสุทธิ์จากโมเลกุลหนัก ในขณะที่รักษาส่วนประกอบของน้ำอื่นๆ ทั้งหมดให้อยู่ในระดับที่ควบคุมโดยมาตรฐานด้านสุขอนามัย โดยคำนึงถึงบทบาทของน้ำในร่างกายและผลกระทบของไอโซโทปที่ทราบของน้ำหนักและผลที่ได้รับสำหรับน้ำเบา เป็นที่คาดหมายได้ว่าการทำให้บริสุทธิ์ดังกล่าวจะมีผลมากที่สุดต่อคุณสมบัติของเยื่อชีวภาพ ระบบการควบคุม และ อุปกรณ์พลังงานของเซลล์ที่มีชีวิต ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันดีว่าการปลดปล่อยอินซูลินที่เกิดจากกลูโคสจากเนื้อเยื่อตับอ่อนและเกาะเล็กเกาะน้อยของ Langerhans นั้นถูกยับยั้งภายใต้อิทธิพลของน้ำหนัก และอัตราการรับออกซิเจนจากไมโทคอนเดรียของเซลล์จะลดลง

น้ำเบาเป็นน้ำธรรมชาติ บางส่วนหรือทั้งหมดทำให้บริสุทธิ์จากน้ำมวล และต้องขอบคุณการทำให้บริสุทธิ์ดังกล่าว ทำให้ได้มาซึ่งคุณสมบัติพิเศษ

ผลกระทบหลักของการดื่มน้ำเล็กน้อยในร่างกายมนุษย์คือการลดลงของปริมาณดิวทีเรียมในของเหลวในร่างกายทีละน้อยเนื่องจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอโซโทป การวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้ช่วยให้เราสามารถพูดได้ว่าการทำให้น้ำในร่างกายบริสุทธิ์จากน้ำหนักด้วยความช่วยเหลือของน้ำดื่มเบา ๆ ช่วยปรับปรุงการทำงานของระบบร่างกายที่สำคัญที่สุด

การใช้น้ำดื่มปริมาณเล็กน้อยทุกวันช่วยให้คุณลดปริมาณน้ำมวลหนักในร่างกายมนุษย์ได้อย่างเป็นธรรมชาติเนื่องจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอโซโทป การทำให้บริสุทธิ์ที่ไม่เหมือนใครดังกล่าวทำให้การทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์เป็นปกติ ปรับปรุงความเป็นอยู่โดยรวม เพิ่มประสิทธิภาพ เพิ่มทรัพยากรพลังงานของร่างกาย และช่วยให้ร่างกายฟื้นตัวอย่างรวดเร็วหลังจากออกแรงอย่างหนัก

คุณสมบัติเฉพาะของน้ำดื่มเบาได้รับการยืนยันโดยการวิจัยและการทดลองทางคลินิก

น้ำดื่มเบา:

ปรับการเผาผลาญและความดันโลหิตให้เป็นปกติ

ลดน้ำตาลในเลือดในผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 2;

ทำความสะอาดร่างกายของสารพิษและสารพิษได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ส่งเสริมการรักษาและฟื้นฟูเนื้อเยื่อกระดูกและกล้ามเนื้ออย่างรวดเร็วหลังจากได้รับบาดเจ็บ

มีฤทธิ์ต้านการอักเสบ

เสริมฤทธิ์ของยา

ส่งเสริมการแก้ไขน้ำหนัก

- ปกป้องเซลล์จากรังสี

กำจัดสัญญาณของการเลิกเหล้าอย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติพื้นฐานของน้ำเบา

น้ำเบามีความหนืดต่ำกว่าน้ำธรรมชาติ ทำให้สามารถเจาะเยื่อหุ้มเซลล์ได้ง่ายขึ้นและเพิ่มอัตราการแลกเปลี่ยนน้ำในร่างกาย

ความสามารถในการละลายของสารในน้ำเบานั้นสูงกว่าน้ำธรรมชาติ ซึ่งทำให้สามารถกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เผาผลาญออกจากร่างกายได้อย่างเต็มที่และรวดเร็วยิ่งขึ้น ในขณะเดียวกันก็ทำความสะอาดจากเกลือของโลหะหนัก สารพิษ และสารอันตรายอื่นๆ

อัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยา) ในน้ำเบาจะสูงกว่าในน้ำธรรมดา สิ่งนี้ช่วยให้คุณกระชับกระบวนการเผาผลาญและช่วยให้ร่างกายฟื้นตัวเร็วขึ้นหลังจากทำงานหนัก

น้ำเบาช่วยให้คุณสามารถเพิ่มแหล่งพลังงานของร่างกายได้อย่างเป็นธรรมชาติโดยไม่ต้องใช้ยาใด ๆ จากการศึกษาของห้องปฏิบัติการเมมเบรนวิทยาของศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อสุขภาพเด็กของ Russian Academy of Medical Sciences แสดงให้เห็นว่าระดับของ ATP ในเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (30%) ในน้ำที่มีแสง ในกรณีนี้เซลล์จะต่อต้านผลกระทบของสารพิษต่างๆ ดังนั้น เมื่อเซลล์สัมผัสกับสารเคมีที่ขัดขวางการหายใจของเซลล์ อัตราการรอดชีวิตของเซลล์ในน้ำเบาหลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วโมงจะสูงกว่าในบิดิสทิลเลตถึง 2 เท่า

เมื่อสัตว์ได้รับการฉายรังสี γ ในขนาด LD50 พบว่าอัตราการรอดชีวิตของสัตว์ที่กินน้ำเบาเป็นเวลา 15 วันก่อนการฉายรังสีสูงกว่ากลุ่มควบคุม 2.5 เท่า ซึ่งบ่งชี้ถึงคุณสมบัติการป้องกันรังสีที่รุนแรงของแสง น้ำ. ซึ่งหมายความว่าการใช้น้ำ "แสง" สำหรับผู้อยู่อาศัยในเมืองใหญ่ในสภาวะที่มีรังสีพื้นหลังเพิ่มขึ้นนั้นมีประโยชน์อย่างแน่นอน

ดังนั้นสเปกตรัมของการกระทำของน้ำแสงจึงกว้างมาก ความจริงก็คือด้วยการบริโภคน้ำปริมาณน้อยเป็นประจำ การทำให้ร่างกายทั้งหมดบริสุทธิ์อย่างค่อยเป็นค่อยไปจากน้ำปริมาณมากจะเกิดขึ้น สิ่งนี้มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมการทำงานของเซลล์ อวัยวะ และระบบต่างๆ ของร่างกาย มีการทำให้กระบวนการเมแทบอลิซึมเป็นปกติ การป้องกันของร่างกายและความต้านทานต่อผลกระทบที่เป็นอันตรายเพิ่มขึ้น อัตราการชำระร่างกายให้บริสุทธิ์จากน้ำหนักขึ้นอยู่กับน้ำหนักตัวของบุคคลและปริมาณน้ำเบาที่บริโภค

ขอแสดงความนับถือ,

ปริญญาเอก O.V. โมซิน