introduktion
Deuteriumoxid, även kallad ”tungt vatten”, har den kemiska formeln D2O. deuteriumatomen, uttryckt av symbolen D, är en väteisotop. Skillnaden mellan D2O och” vanligt ” vatten H2o ligger i kärnan i väteatomen: väte 1h, även kallad protium, har bara en proton, medan deuterium D, även skrivet som 2h, har en proton och en neutron i sin kärna. Den extra neutronen gör D2O-molekylen, jämfört med vatten H2O, tyngre. Väteisotopen tritium 3H har till och med en andra neutron i sin kärna.
molmassan för D2O är 20,0276 g/mol. Dess densitet är högre än densiteten hos H2O. D2O används i kärnmagnetisk resonans (NMR) spektroskopi, i organisk kemi, Fourier Transform infraröd (FTIR) spektroskopi, och i vissa typer av kärnreaktorer som moderator för att sakta ner neutronernas hastighet.
Deuteriums naturliga överflöd är 0,015 procent. Med andra ord innehåller vatten 150 ppm deuterium. För produktion av tungt vatten kan koncentrationen av deuterium ökas genom destillation, elektrolys eller med hjälp av den så kallade Girdlersulfidprocessen, en isotoputbytesprocess av väteatomer mellan H2S och H2O över flera temperatursteg. Utbytet av deuterium beror på temperaturen. Höga temperaturer ökar migrationen till H2S, låga temperaturer företrädesvis till H2O. Deuteriumberikat vatten med en deuteriumhalt på över 99% kan produceras. Det som återstår är deuterium utarmat vatten.