Introduction
L’oxyde de deutérium, également appelé « eau lourde », a la formule chimique D2O. L’atome de deutérium, exprimé par le symbole D, est un isotope de l’hydrogène. La différence entre D2O et l’eau « régulière » H2O réside dans le cœur de l’atome d’hydrogène: l’hydrogène 1H, également appelé protium, n’a qu’un proton, tandis que le deutérium D, également écrit 2H, a un proton et un neutron dans son noyau. Le neutron supplémentaire rend la molécule D2O, comparée à l’eau H2O, plus lourde. L’isotope de l’hydrogène tritium 3H a même un deuxième neutron dans son noyau.
La masse molaire de D2O est de 20,0276 g/mol. Sa densité est supérieure à la densité de H2O. Le D2O est utilisé en spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), en chimie organique, en spectroscopie Infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et dans certains types de réacteurs nucléaires comme modérateur pour ralentir la vitesse des neutrons.
L’abondance naturelle du deutérium est de 0,015 %. En d’autres termes, l’eau contient 150 ppm de deutérium. Pour la production d’eau lourde, la concentration en deutérium peut être augmentée au moyen d’une distillation, d’une électrolyse ou au moyen du procédé dit de sulfure de Girdler, un processus d’échange isotopique d’atomes d’hydrogène entre H2S et H2O sur plusieurs étapes de température. L’échange de deutérium dépend de la température. Des températures élevées améliorent la migration vers H2S, des températures basses de préférence vers H2O. De l’eau enrichie en deutérium avec une teneur en deutérium supérieure à 99% peut être produite. Ce qui reste, c’est de l’eau appauvrie en deutérium.