Liebe Wissenschaft,
Trotz meines Studiums der Sozialwissenschaften war ich schon immer von der Kernphysik fasziniert. Sie haben kürzlich in einem Beitrag auf Slog schweres Wasser erwähnt, und das hat mich dazu veranlasst, einige Fragen über dieses Material zu stellen: Wie wird es hergestellt? Ist es überhaupt giftig, d. h. könnte ich es trinken und einen Unterschied feststellen? Ist es tatsächlich schwerer als „normales“ Wasser? Wenn es mich nicht umbringen würde, das Zeug zu trinken, ist es dann teuer und etwas, wovon ich eine Gallone kaufen könnte, um meine Geek-Freunde zu beeindrucken?
Wenn du einen Hinterhof-Kernreaktor bauen willst, ist schweres Wasser deine beste Wahl. Es geht nur um den Wasserstoff. Wasser – ob schwer oder leicht – besteht aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen. Die meisten Wasserstoffkerne sind nur einsame kleine Protonen. (Wenn Sie wissen, wer Ronald McDonald ist, aber dies nicht über Wasserstoff wissen, gehen Sie bitte in der Zeit zurück und ohrfeigen Sie sich selbst.) In seltenen Fällen begleiten ein oder zwei Neutronen das Proton im Wasserstoff – und verdoppeln oder verdreifachen sein Gewicht. Schweres Wasser ist ganz normales Wasser, in dem mindestens eines der Wasserstoffatome ein Neutron enthält.
Ist schweres Wasser also tatsächlich schwerer als normales Wasser? Ja, aber nicht viel. Du trinkst doch ständig schweres Wasser. Es ist in allen Wassermolekülen in winzig kleinen Mengen enthalten; 1 von 3.000 Wassermolekülen ist tatsächlich schweres Wasser. Da die chemischen Eigenschaften des schwereren Wasserstoffkerns mit einem Neutron etwas anders sind, beginnt schweres Wasser alle möglichen Körperteile zu verkleben. Wenn man genug gereinigtes schweres Wasser trinkt – mehr als 20 Gallonen, mindestens ein Viertel schwer – stirbt man schließlich. Ein verärgerter Kanadier hat versucht, seine Kollegen auf diese Weise zu töten. Er war nicht sehr erfolgreich.
Bei der Herstellung von schwerem Wasser geht es darum, das schwere Wasser vom leichten zu trennen, durch Destillation oder andere Kunstgriffe. Da schweres Wasser chemisch gesehen dem leichten Wasser sehr ähnlich ist, ist dies sehr teuer. Nur wenige Anlagen auf der ganzen Welt können das überhaupt leisten. Der Kauf von fünf Litern schwerem Wasser, bei dem beide Wasserstoffatome das zusätzliche Neutron haben, würde etwa 2.000 Dollar kosten. Auf der anderen Seite könntest du deine Geek-Freunde mit versinkenden Schwerwasser-Eiswürfeln beeindrucken.
Okay, aber ich habe dir einen Hinterhof-Kernreaktor versprochen. Wenn Sie eine nukleare Kettenreaktion in Gang setzen wollen, müssen Sie Plutonium kaufen (schwierig, da selbst die Libyer kein Plutonium mehr verkaufen), Uran auf das spaltbarere Isotop 235 anreichern oder unangereichertes Uran mit schwerem Wasser verwenden. Vor die Wahl gestellt zwischen der Anreicherung von Uran – das dazu neigt, heftig zu explodieren, wenn es zu hoch aufgestapelt wird – oder der Anreicherung von Wasser (für schweres Wasser), entscheiden sich die Vernünftigen unter uns für Letzteres.
Mit freundlichen Grüßen,
Wissenschaft
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