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人喝了重水会怎么样 超重水

重水喝了

重水(人喝了重水会怎么样)19 23:56中小企业科技故事
世界上总会有一些奇怪的问题，比如重水能不能喝，它是什么味道？
什么是重水？简单来说就是分子中的氢被氘取代的水 。原子在自然界有三个兄弟，分别是氢-1、氢-2和氢-3，为方便起见，俗称氘和氚 。
三兄弟的区别主要在于原子核的中子数 。氘是我们一般语境下默认的氢，由一个质子和一个电子组成，而氘比氘多一个中子，多两个氚 。

自然界中绝大多数氢以氘的形式存在，相对丰度为99.9844%，而氘的丰度相对较低，约为0.0156% 。至于氚，由于丰度小于0.001%，一般记录为微量 。
在最近的日本福岛核废水事件中，氚含量是要讨论的关键问题 。
氚具有放射性，β衰变的半衰期为12.43年，衰变产物氦-3太轻，无法逃逸到宇宙中 。自然界中很少发现氚，一般认为是宇宙辐射与高层大气中的氢相互作用产生的 。总量只有7.3公斤左右 。然而，自核技术诞生以来，人类产生的氚已经超过了自然存量的5倍 。
来自日本福岛的一百万吨核废水
虽然氘和氚的原子组成不同，但它们的化学性质差别很小 。当它们与氧反应时，它们都可以生成水，这被称为H2O、D2O(氧化氘)和T2O(氧化氚) 。D2O和T2O通常被称为重水和超重水 。
正因为三者很多性质相同，氚也是核废水中最难分离去除的物质 。含氚超重水的危害无需过多解释 。放射性这个词已经总结了很多 。
但是，没有放射性的重水比超重水有趣多了 。
因为重水的密度比水高10%，所以重水冰在水中可以沉到底 。
随着氘的发现，重水几乎为人所知 。1931年，美国科学家哈罗德·克莱顿·尤里发现了氢的同位素氘，他获得了1934年的诺贝尔化学奖 。
1933年，尤里的导师吉尔伯特·牛顿·路易斯通过电解水生产了0.5毫升的重水，纯度为65.7% 。
哈罗德·克莱顿·尤里
早年制重水的方法是简单粗暴的电解水 。从现象上看，电解水时阴极产生的氢中轻同位素的比例较高，留在电解槽中的水中氘的含量变高 。
重水电解的原理涉及动力学同位素效应 。虽然同位素的化学性质非常相似，但在反应速率和平衡常数方面存在差异 。
反应速率的变化与核量子效应有关 。简单来说，较重的同素异形体振动频率较低，大多数情况下需要更多的能量来断裂化学键 。
然而，天然水中的氘并不总是以D2O的形式存在，而更有可能以HDO(半重水)的形式存在 。在电解水的过程中，当HDO分子达到一定比例时，水分子之间会发生氢离子交换，D2O的比例会变高 。
当电解生产重水的方法出现时，它很快被应用于实践 。1934年，也就是路易制造出高纯度重水的第二年，挪威建造了文默克水力发电厂，利用丰富的水资源电解水生产出硝酸肥料所需的氢气 。
挪威文默克水电站
商机就藏在其中 。生产肥料需要的是电解水产生的氢气，而留在电解池里的是重水 。虽然实际情况没有那么简单粗暴，但是方向是对的 。
果不其然，制氢厂分析了电解的残渣，发现氘和氢的比例是1:48，远高于自然的1: 6400 。尽管其中大多数是HDO半重水，但它们也是非常有价值的 。
因此，挪威水电公司接受了制氢厂负责人提出的用电解液副产品制备重水的建议 。虽然该工艺需要大量级联电解室，消耗大量电力，但这并不妨碍挪威水电公司成为第一家向科学界供应重水的制造商 。
挪威制造的安瓿中的重水
然而，重水的故事才刚刚开始 。1938年末，德国人发现中子轰击铀可以引起核裂变，1939年末，苏联人得出结论，重水和石墨是铀反应堆唯一可行的慢化剂，铀反应堆需要大约15吨重水 。
重水因能减缓链式核反应产生的中子而成为战略物质，各国都非常重视 。从1940年到二战，挪威的重水工厂都在纳粹德国的控制之下，几乎所有的重水都是大量购买的 。
为了阻止纳粹的核研究，盟军对重水厂展开了一系列的突袭和破坏行动，为世界做出了一定的贡献 。当然，从事后的角度来看，挪威的重水工厂即使开足马力，也很难生产出足够的重水供反应堆运行 。
盟军越过多山的高原，摧毁了纳粹控制下的重水工厂 。
总之，重水一出现在人们的视野中就与核反应联系在一起，以至于很多人对它的第一印象是极其危险，其实并非如此 。
那时候，科学家的好奇心是无穷的 。早在发现氘的时候，就已经有人喝重水了 。
乔治·赫维西和氘的发现者尤里是好朋友 。1934年，赫维西让尤里去弄几升重水 。当然纯度不是特别高，只有0.6% 。

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