Žive in mrtve, lahka in težka voda

Februarja 1944 se je na območju norveške doline Ryukan začela sabotažna operacija zavezniških sil "Težka voda", katere namen je bil preprečiti, da bi nacistična Nemčija ustvarila atomsko polnjenje. Postaja Wemork, kjer je bila izvedena proizvodnja surovin za znanstvene raziskave, je bila uničena. Kasneje se je izkazalo, da tudi v primeru neuspeha operacije delo na ustvarjanju bombe nacistom še vedno ne bi bilo mogoče dokončati. Toda v začetku leta 1944 nihče ni vedel za to ...

Fizikalne in kemijske lastnosti težke vode

Vsak učenec danes pozna formulo običajne vode, vendar je človeštvu znan le malo več kot dve stoletji. Odkrili so ga leta 1805 Gay-Lussac in Humboldt, ki sta ugotovila, da je vsaka molekula najpogostejše tekočine na Zemlji sestavljena iz enega vodikovega atoma in dveh kisikov. 1932 je to znanje dopolnilo z novimi informacijami. V vsakem požirku čaja, kave in katere koli druge pijače, razen H2O, pa je precej drugačna komponenta, označena s tem, da je vodik-proter zamenjan z devterijem D, težkim izotopom tega kemičnega elementa periodnega sistema. Spojina je dobila ime "težka voda". V enem letu sta ga Richard MacDonald in Herbert Lewis v svoji čisti obliki odprla priložnost za znanstvene raziskave. Primerjava lastnosti lahke in težke vode je pokazala, da je gostota in viskoznost D2O večja od gostote H2O. To je popolnoma v skladu s teoretičnimi izračuni. Razlika 10% ustreza razmerju med molekulskimi masami protona (lahkega vodika) in devterija, 18 in 20. Vrelišča in ledene temperature so različne, višje v težki vodi (101,42 oz. +3,8 stopinje Celzija).

Vpliv težke vode na žive organizme

Kljub dejstvu, da je D2O prisoten v vodi v zelo majhnih količinah (milijonin odstotka), njegova vsebina vpliva na vitalno aktivnost organizmov. Težka voda je pogostejša, v kateri se izotop nadomesti z dvema, toda z enim vodikovim atomom, njegova formula je HDO. Delovanje obeh vrst na presnovo eksperimentalne živali, ki so opredeljene kot depresivne, umrejo zaradi odpovedi ledvic, ko uporabljajo mešanico H2O in HDO v razmerju 3 do 1. Ko zalivamo rastline s to spojino, se njihova rast ustavi. Nasprotno, manjši je delež težke vode, bolj aktivni so življenjski procesi. Zanimivo dejstvo - bližje pole, je voda "lažje".

Uporaba težke vode

Težka voda služi kot moderator za hitre nevtrone v termonuklearnih reakcijah. Iz enote mase devterija se lahko energija ekstrahira deset milijonovkrat več kot pri zgorevanju enake količine premoga. Nadaljnje študije o naravi izotopov so pokazale prisotnost v atmosferi in možnost laboratorijske proizvodnje supertežke vode T20, v kateri je vodik nadomeščen z radioaktivnim tritijem z atomsko maso 3. kot "označeni atomi" pri izvajanju znanstvenih poskusov.