Получение дейтерия и тяжелой воды

Дейтерий — верный спутник протия. Там, где есть природная вода или другие водородные соединения, там есть и дейтерий. Естественная смесь этих двух изотопов— водород — принадлежит к числу весьма распространенных химических элементов нашей планеты; по весу его около одного процента. В атмосфере Солнца из ста атомов на долю водорода приходится 81 атом. В межзвездном пространстве атомы водорода встречаются в несколько сот раз чаще, чем атомы всех других химических элементов, вместе взятых.

Водород находится в природе как в виде химических соединений с другими элементами, так и в свободном состоянии. Химически не связанный, свободный водород имеется в газах, выделяющихся при извержении вулканов. Он образуется при разложении некоторых органических веществ, а также выделяется в небольших количествах растениями.

Основная масса водорода, имеющаяся в природе, входит составной частью в молекулы различных химических соединений. Вместе с углеродом и другими элементами водород образует сложные молекулы живых организмов, нефти, природных газов и так далее. Но самым распространенным химическим соединением водорода является его соединение с кислородом— вода. В воде содержится повесу 11,11 процента водорода. При разложении воды его выделяется по объему в два раза больше, чем кислорода. Общее количество воды на Земле, исчисляемое в тоннах, выражается числом с пятнадцатью нулями. Примерно десятую часть от этого количества составляет протий и две стотысячных части — дейтерий. Таким образом, на нашей планете только в воде содержится несколько десятков миллиардов тонн дейтерия.

Дейтерий может быть выделен из любого вещества, который имеет в своем составе водород. Но так как в сколько-нибудь заметных количествах дейтерий нигде в природе не концентрируется, то для его получения предпочтительнее использовать самое распространенное, легко доступное и дешевое сырье. Это сырье — обычная вода. Из природной воды можно выделить сначала тяжелую воду, а из нее, например, путем разложения электрическим током получить дейтерий. Или, наоборот, сначала выделить дейтерий, а затем, сжигая его в кислороде, получить тяжелую воду.

Но выделить из огромной массы природной воды содержащиеся в ней крохотные количества тяжелой воды очень трудно. Надо переработать тысячу литров воды, чтобы получить всего с полстакана этого драгоценного вещества.

В настоящее время разработано несколько методов получения тяжелой воды и дейтерия из природной воды. Один из них — метод перегонки. Этот метод давно известен и он широко применяется в промышленности для разделения жидких смесей. Поясним его сущность. Если жидкость находится в открытом сосуде, то с поверхности ее происходит испарение. Испарение идет при всякой

Страница 1 of 912...Last »