Deuterium
ความนิยมของผู้ชม: / 1
แย่มากดีมาก 
 

Deuterium

ลากเมาส์ไปวางไว้บนอะตอมของ Deuterium  คลิกค่ะ 

 

    Deuterium(สัญลักษณ์ 2H) ก็คือไอโซโทป(Isotope)ของไฮโดรเจน จากหนึ่งใน 7,000 อะตอมคงตัวของไฮโดรเจนที่มีอยู่อย่างมากมายตามธรรมชาติ ดิวเตอเรียมนั้นบางทีก็เรียกว่า ไฮโดรเจนชนิดหนัก(Heavy hydrogen) ด้วยเช่นกัน เนื่องจากก๊าสดิวเตอเรียมคือ D2 หรือ 2H2 มันเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ และ ตัวของมันไม่ใช่ธาตุแท้ที่แท้จริง จึงใช้สัญลักษณ์ D แทน / นิวเคลียสของดิวเตอเรียมจะมีโปรตอนหนึ่งอะตอมและนิวตรอนหนึ่งอะตอม ขณะที่ไฮโดรเจนปกติจะมีโปรตอนเพียงหนึ่งอะตอมเท่านั้น

        ธาตุดิวเตอเรียมถูกค้นพบโดยนาย ฮาโรล เคลย์ตัน อูรี่ (Harold Clayton Urey) นักเคมีจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล สาขาเคมี ในปี 1394

        
ธาตุดิวเตอเรียมมีประโยชน์ในการทำปฏิกิริยาของนิวเคลียร์ฟิวชั่น(Nuclear fusion) ถ้ามันเป็นธาตุตริเตียม (Tritium) อัตราในการทำปฏิกิริยาและพลังงานที่ได้จากการทำปฏิกิริยาของ D-T ก็จะมีสูงมากยิ่งขึ้น

ธาตุดิวเตอเรียมสามารถเข้าไปแทนที่ไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำ เกิดเป็นน้ำชนิดหนัก(Heavy water) ขึ้นได้ ประเทศเยอรมันได้ทำการทดลองและรู้จักควบคุมวิธีการนำไปใช้กับเครื่องปฏิกรนิวเคลียร์ (Nuclear reactor moderator) ที่อาจจะทำให้ประเทศเยอรมันผลิตธาตุพลูโตเนียม เพื่อเอาไปสร้างระเบิดอะตอมมิคบอมบ์ได้ มันเป็นตัวที่มีส่วนร่วมเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์บางอย่างในสงครามโลกครั้งที่ 2 ที่นำไปสู่เหตุการณ์สำคัญให้ฝ่ายพันธมิตรใช้หน่วยปฏิบัติการพิเศษ เข้าไปทำลายสิ่งที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างธาตุดิวเตอเรียมที่ประเทศนอร์เวย์

        มีการนำธาตุดิวเตอเรียมไปใช้ในด้านเคมีและทางชีวะเคมีเป็นอย่างมาก โดยใช้มันเป็นตัวคอยติดตามทางเดินของโมเลกุล(Tracer) ที่มันไปทำปฏิกิริยา เพราะในด้านเคมี มันเป็นตัวที่เหมือนกันกับไฮโดรเจนธรรมดาทุกอย่าง แต่ที่แตกต่างไปกว่าไฮโดรเจนปกติตรงที่ว่า มันมีมวล (Mass) มากกว่า เนื่องจากการที่มันมีมวลมากกว่านั่นเอง ทำให้ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับธาตุดิวเตอเรียม มีอัตราปฏิกิริยาตอบรับได้ช้ากว่าไฮโดรเจนธรรมดา
จึงมีผู้แนะนำว่า การบริโภคน้ำดิวเตอเรียมอาจจะก่อให้เกิดเป็นพิษได้เช่นกัน เพราะน้ำที่มีการแยกตัวออก มันอาจจะเข้าไปแทนที่น้ำชนิดเบา ไปรบกวนการทำให้ปฏิกิริยาทางเคมีในร่างกายให้มีอัตราลดลง ขอให้ดูรายละเอียดจากเรื่อง น้ำชนิดหนัก(Heavy water)

        ธาตุดิวเตอเรียมที่มีอยู่ตามดวงดาวต่างๆ ก็เป็นหลักฐานข้อหนึ่งที่ถูกใช้นำมากล่าวอ้าง ที่โน้มเอียงให้ทฤษฎี บิ๊กแบง*(Big bang) มีความน่าเชื่อถือเหนือกว่า ทฤษฎีสภาวะที่คงที่ (Steady state theory)
*
ทฤษฎีการก่อกำเนิดสุริยะจักรวาล

        แคนาดาเป็นประเทศผู้นำในการผลิตดิวเตอเรียมมากที่สุดในโลก เพราะมีความต้องนำมันไปใช้กับเครื่องปฏิกรณ์ แคนดู(CANDU reactor)


น้ำชนิดหนัก (Heavy water)

        น้ำชนิดหนัก (Heavy water) ก็คือ ได-ดิวเตอเรียมออกไซด์(Di-deuterium oxide) หรือ D2O หรือ  2H2O ในทางเคมี มันก็เหมือนกันกับน้ำชนิดธรรมดา เพียงแต่ว่า อะตอมของไฮโดรเจนของมันเป็น              *ไอโซโทปของดิวเตอเรียมชนิดหนัก ซึ่งภายในนิวเคลียสจะมีอะตอมของนิวตรอนเพิ่มเข้าไปรวมกับอะตอมของโปรตอน ที่มีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนทั่วไป 

        *
ไอโซโทป อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่ธาตุชนิดเดียวกันบางชนิดอาจมีจำนวนนิวตรอนไม่เท่ากัน เราเรียกธาตุนั้นว่า ไอโซโทป


การผลิตน้ำชนิดหนัก(Heavy water)

        เราจะพบเห็น น้ำชนิดกึ่งหนัก(Semi heavy water) ที่เป็น HDO ได้ง่ายกว่า น้ำชนิดหนัก น้ำชนิดหนักจะเกิดขึ้นโดยธรรมชาติได้น้อยกว่า 115 : 1,000,000 ส่วน หรือจำนวน น้ำชนิดหนัก ที่เกิดขึ้นนี้จะน้อยกว่า 1 : 7,000 ส่วน มันสามารถที่จะแยก น้ำชนิดหนัก ออกมาจากน้ำชนิดธรรมดาด้วยกรรมวิธีการกลั่นหรือด้วยกระบวนการผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในอิเลคทรอไลต์ ซึ่งในกรรมวิธีการผลิตแต่ละอย่างและความเร็วจะทำให้ น้ำชนิดหนัก ที่เกิดขึ้น มีจำนวนแตกต่างกันเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับการดำเนินการให้เกิดปฏิกิริยาว่าได้ใช้แบบใด / ในการที่จะผลิต น้ำชนิดหนัก บริสุทธิจำเป็นต้องมีห้องเก็บน้ำหรืออิเลคทรอไลต์ที่นิ่งและถังน้ำขนาดใหญ่ลดหลั่นกันหลายชั้น และสิ้นเปลืองการใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นจำนวนมาก
อินเดียเป็นประเทศที่มีการผลิต น้ำชนิดหนัก มากเป็นลำดับที่สองของโลก ที่มีการดำเนินการผ่านคณะกรรมการบริหาร น้ำชนิดหนัก ของประเทศอินเดีย

      

      การนำไปใช้งานเครื่องชะลอความเร็วของนิวตรอน

       
น้ำชนิดหนักนั้นสามารถใช้ได้เฉพาะกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บางแบบเท่านั้นซึ่งจะทำหน้าที่ในการลดความเร็วของนิวตรอน โดยจะทำปฏิกิริยากับธาตุยูเรเนียมภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ การใช้น้ำชนิดธรรมดาก็สามารถที่จะทำหน้าที่ลดความเร็วของนิวตรอนได้เช่นกัน แต่เป็นเพราะว่า ปฏิกิริยาในการดูดซับนิวตรอนจากน้ำชนิดธรรมดา จะต้องมีการนำธาตุยูเรเนียมมาตกแต่งให้มีความสมบูรณ์ยิ่งกว่ายูเรเนียมธรรมชาติเสียก่อน มิฉะนั้น เราจะไม่สามารถควบคุมปฏิกิริยาของมันได้เลย เตาปฏิกรณ์ CANDU จะมีลักษณะการทำงานเช่นนี้

       
เกี่ยวกับการที่มีการป้องกันมิให้มีระเบิดนิวเคลียร์ทวีเพิ่มมากขึ้น เพราะว่า เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้น้ำชนิดหนัก สามารถใช้ได้กับยูเรเนียมตามธรรมชาติได้ ชาติที่มีพลังงานเครื่องปฏิกรณ์ทำ น้ำชนิดหนัก อย่างเพียงพอ ก็สามารถที่จะนำ น้ำชนิดหนัก นี้ไปใช้ทำยูเรเนียมให้กลายเป็นระเบิดนิวเคลียร์ได้-หรือธาตุพลูโตเนียมธรรมชาติ ก็สามารถใช้กับน้ำชนิดหนักโดยไม่จำเป็นต้องมีการตกแต่งได้เช่นกัน เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ น้ำชนิดหนัก นี้ จึงถูกนำไปใช้ในจุดประสงค์ดังกล่าวสำหรับประเทศอินเดีย อิสราเอล ปากีสถานและเกาหลีเหนือ ประเทศเกาหลีเหนือยังเป็นประเทศที่มีเครื่องปฏิกรณ์แบบแกรฟไฟต์ (Graphite-moderated reactors) เป็นแบบชนิดเดียวกันกับที่มีการใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกา อังกฤษ สาธารณะรัฐโซเวียตและฝรั่งเศส สำหรับแผนการระเบิดนิวเคลียร์ของประเทศเหล่านั้น (ความจริง หนึ่งในสิ่งเหล่านี้ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อเปิดเผยข้อมูลพิมพ์เขียวสำหรับสภา Calder Hall ที่มีระบุอยู่ในรัฐสภาของอังกฤษ) ส่วนสำคัญอย่างหนึ่งในการเจรจาเกี่ยวกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของประเทศเกาหลีเหนือ ก็เพื่อพยายามที่จะปิดเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ทั้งหมด

       เนื่องจากมันมีประโยชน์ในแผนการอาวุธระเบิดนิวเคลียร์ น้ำชนิดหนัก จึงเป็นหัวข้อหนึ่งที่หลายประเทศมีการควบคุม

ในด้านความเป็นสารพิษ (Toxicity)

       น้ำชนิดหนัก มีความเป็นพิษน้อยมาก การทดลองที่ใช้กับหนูทดลองพบว่า ส่วนใหญ่ของปฏิกิริยาที่มีผลกระทบกับหนูมีความแตกต่างกันน้อยมาก ก็คือการไปยับยั้งการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ เป็นเหตุทำให้เนื้อเยื่อที่ต้องการใช้ในการสร้างเซลล์ใหม่เกิดความเสียหายได้บ้าง จากการทดลองดื่ม น้ำชนิดหนัก เข้าทางปากเป็นเวลาหลายวัน จนของเหลวภายในร่างกายมี น้ำชนิดหนัก ประมาณ 50% ณ จุดนี้ จะเริ่มต้นมีกลุ่มอาการหลายอย่างเกิดขึ้น ทำให้อัตราการแบ่งขยายตัวของหน่วยเซลล์ในเนื้อเยื่อลดลง อย่างเช่นรากผมและพังผืดของกระเพาะอาหาร มะเร็งที่กำลังขยายตัว ก็อาจถดถอยลดลงไปด้วย แต่ผลกระทบนี้ก็ยังมีไม่มากพอที่จะใช้ให้เป็นประโยชน์ในทางบำบัดโรคนี้ได้

        ในด้านความเป็นพิษทางด้านยาก็ยังไม่ชัดเจน ยกเว้นแต่ในด้านอุตสาหกรรมและในด้านวิทยาศาสตร์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับคนไข้ที่ใช้ น้ำชนิดหนัก หากดื่ม น้ำชนิดหนัก 25% ของน้ำธรรมดา ก็ไม่มีอาการใดๆเกิดขึ้นเลย แต่เราก็ไม่ควรดื่มน้ำชนิดหนักให้มากจนเกินไปนัก น้ำชนิดธรรมดามีความสำคัญต่อร่างกายมากกว่า

 

 

 

 


Views: 3593

Be first to comment this article

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >

Statistics

สถิติผู้เยี่ยมชม: 49952641

Who's Online

ขณะนี้มี 64 บุคคลทั่วไป ออนไลน์