Дейтерий. Тяжелая вода. Тритий

Тяжёлую воду и тяжёлый изотоп водорода выделяют из природных соединений, главным образом из воды. Содержание дейтерия (В) в природных соединениях составляет примерно 0,015% ат., при этом отклонение в величине концентрации обычно составляет не более 0,001% ат. [1], а трития (Т) на Земле всего несколько килограммов. Для концентрирования дейтерия и трития используют различия в физико-химических свойствах изотопов и их соединений, обусловленные разными массами атомных ядер. Наибольшее применение получили следующие методы [19] [c.278]

После облучения происходит отбор обогащённых дейтерием (или тритием) продуктов фотодиссоциации, а обеднённый дейтерием (или тритием) исходный газ-носитель поступает в специальный обменник, содержащий исходное сырьё, например воду (или тяжёлую воду), где происходит реакция изотопного обмена. В результате изотопного обмена относительная концентрация дей- [c.371]

Рис. 6.7.1. Схема универсального модуля для очистки дейтерийсодержащей воды от трития. Р — исходная вода, содержащая дейтерий и тритий Т — тритиевый концентрат В — кондиционная тяжёлая вода Р — протиевая вода 1, 2 — колонны каталитического изотопного обмена, 3, 4 — электролизёры, выполняющие функции нижних УОП, 5, 6 — верхние УОП, в качестве которых используются пламенные горелки или каталитическое окисление водорода кислородом

Тяжёлая вода, характеризуясь высокой теплоёмкостью, являясь апро-тонным растворителем, обладает также низким сечением захвата тепловых нейтронов дейтерием а = 0,0015 барн), которое в 200 раз меньше, чем для лёгкого изотопа водорода — протия а = 0,3 барн). Тяжёлая вода по замедляющей способности в отношении нейтронов в 3-4 раза эффективнее графита. Отмеченные обстоятельства обеспечивают использование тяжёлой воды в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов в энергетических и исследовательских ядерных реакторах, в ЯМР-спектроскопии, в фундаментальных научных исследованиях, связанных с изучением структуры атомного ядра. Тяжёлая вода, так же как и входящий в её состав дейтерий, широко используется при производстве большой гаммы дейтерий содержащих меченых химических соединений, широко применяющихся в медицине, биологии, в различных отраслях химии, в ядерной физике, в ЯМР и других видах спектроскопии. В виде дейтерида лития дейтерий входит в состав термоядерного оружия. По общему убеждению специалистов, в будущем дейтерий наряду с тритием станет компонентом топлива энергетических термоядерных реакторов, в первом поколении которых будет осуществлена реакция синтеза Т (В, п) Не + 17,6 МэВ. Эта реакция в сравнении с другими реакциями синтеза, предполагающими участие изотопов водорода, характеризуется наибольшим энерговыделением и, как следствие, наименьшим расходом дейтерия (100 кг/год на 1 ГВт электрической мощности). [c.210]

Отметим, что объём используемой для единовременной загрузки этих реакторов тяжёлой воды достаточно велик. Например, в эксплуатируемом во Франции (Институт им. М. Лауэ — П. Ланжевена в Гренобле) исследовательском ядерном реакторе, где тяжёлая вода служит теплоносителем и отражателем нейтронов, её загрузка в контуре составляет 40 тонн, а в баке-отражателе — 15 тонн. Кроме единовременной загрузки, эксплуатация исследовательских реакторов, так же как и энергетических, предполагает периодическую их подпитку тяжёлой водой. Такая подпитка связана с испарением и утечкой воды из контура, с её разбавлением протиевой водой, а также с накоплением в тяжёлой воде контура трития. В оборонных целях дейтерий используется в составе дейтерида лития при производстве термоядерного оружия. В последние годы потребность в тяжёлой воде и дейтерии возросла в связи с интенсификацией исследовательских работ по управляемому термоядерному синтезу. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология