Milá vědo,
Přestože se věnuji společenským vědám, vždy mě fascinovala jaderná fyzika. V nedávném příspěvku na Slogu jste se zmínil o těžké vodě, a to mě přimělo položit pár otázek týkajících se této věci: Jak se vyrábí? Je vůbec toxická – tedy, mohl bych ji pít a zaznamenat nějaký rozdíl? Je skutečně těžší než „normální“ voda? Pokud by mě její pití nezabilo, je drahá a mohl bych si jí koupit galon, abych udělal dojem na své kamarády geeky?
Pokud si chcete postavit jaderný reaktor na dvorku, je těžká voda nejlepší volbou. Je to všechno o vodíku. Voda – těžká nebo lehká – se skládá z atomu kyslíku a dvou atomů vodíku. Většina jader vodíku jsou jen malé osamělé protony. (Pokud víte, kdo je Ronald McDonald, ale tohle o vodíku nevíte, vraťte se v čase a dejte si facku.) Zřídkakdy doprovází proton ve vodíku jeden nebo dva neutrony – zdvojnásobují nebo ztrojnásobují jeho hmotnost. Těžká voda je jen obyčejná stará voda, ve které má alespoň jeden z atomů vodíku neutron.
Je tedy těžká voda skutečně těžší než obyčejná voda? Ano, ale ne o moc. Těžkou vodu piješ pořád. Je přítomna v každé vodě v nepatrném množství; 1 z asi 3000 molekul vody je ve skutečnosti těžká voda. Protože chemické vlastnosti těžšího jádra vodíku s neutronem jsou poněkud odlišné, začne těžká voda zalepovat nejrůznější části těla. Nakonec, kdybyste vypili dostatečné množství přečištěné těžké vody – více než 20 galonů, nejméně čtvrtinu těžké – zemřete. Jeden nespokojený Kanaďan se tímto způsobem pokusil zabít své spolupracovníky. Nebyl až tak úspěšný.
Výroba těžké vody spočívá v oddělení těžké vody od lehké, a to destilací nebo jiným trikem. Vzhledem k tomu, jak je těžká voda chemicky blízká lehké, je to ohavně drahé. Jen pár závodů na světě to vůbec umí. Nákup pěti litrů těžké vody, kde mají oba atomy vodíku neutron navíc, by vás vyšel asi na 2000 dolarů. Na druhou stranu bys mohl na své kamarády geeky udělat dojem potápějícími se kostkami ledu z těžké vody.
Dobře, ale slíbil jsem ti jaderný reaktor na dvorku. Pokud chceš spustit řetězovou jadernou reakci, musíš si koupit plutonium (což je obtížné, protože ani Libyjci už ho neprodávají), obohatit uran na jeho štěpnější izotop 235 nebo použít neobohacený uran s těžkou vodou. Máme-li na výběr mezi obohacováním uranu – který má tendenci prudce explodovat, když je nahromaděn příliš vysoko, nebo obohacováním vody (na těžkou vodu), rozumní z nás volí druhou možnost.
Incendentně Váš,
Věda
Zasílejte své otázky na [email protected]
.