Rakas tiede,
Sosiaalitieteisiin suuntautumisesta huolimatta ydinfysiikka on aina kiehtonut minua. Mainitsit raskaan veden äskettäisessä postauksessasi Slogissa, ja se sai minut haluamaan kysellä siitä aineesta: Miten sitä valmistetaan? Onko se lainkaan myrkyllistä – eli voisinko juoda sitä ja huomata mitään eroa? Onko se todella raskaampaa kuin ”tavallinen” vesi? Jos sen juominen ei tappaisi minua, onko se kallista ja voisinko ostaa sitä gallonan verran tehdäkseni vaikutuksen nörttiystäviini?
Jos haluat rakentaa takapihan ydinreaktorin, raskas vesi on paras vaihtoehto. Kaikki on kiinni vedystä. Vesi – raskas tai kevyt – koostuu happiatomista ja kahdesta vetyatomista. Useimmat vetyytimet ovat vain yksinäisiä pieniä protoneja. (Jos tiedät, kuka Ronald McDonald on, mutta et tiedä tätä vedystä, mene ajassa taaksepäin ja läpsäise itseäsi.) Harvoin vedyn protonin mukana on neutroni tai kaksi, mikä kaksinkertaistaa tai kolminkertaistaa sen painon. Raskas vesi on ihan tavallista vanhaa vettä, jossa ainakin yhdellä vetyatomilla on neutroni.
Onko raskas vesi siis oikeasti tavallista vettä raskaampaa? Jep, mutta ei paljon. Raskasta vettä juodaan koko ajan. Sitä on kaikessa vedessä pikkuriikkisen pieniä määriä; yksi noin 3000 vesimolekyylistä on oikeasti raskasta vettä. Koska raskaamman vetyytimen ja neutronin kemialliset ominaisuudet ovat hieman erilaiset, raskas vesi alkaa liimata kaikenlaisia ruumiinosia. Jos juot tarpeeksi puhdistettua raskasta vettä – yli 20 gallonaa, vähintään neljänneksen verran raskasta – kuolet lopulta. Eräs tyytymätön kanadalainen yritti tappaa työtoverinsa tällä tavalla. Hän ei onnistunut siinä kovin hyvin.
Raskasta vettä valmistettaessa on kyse raskaan veden erottamisesta kevyestä vedestä tislaamalla tai jollain muulla kikkailulla. Ottaen huomioon kuinka lähellä raskas vesi on kemiallisesti kevyttä, tämä on hirvittävän kallista. Vain muutamat laitokset ympäri maailmaa pystyvät edes tekemään sen. Viisi litraa raskasta vettä, jossa molemmissa vetyatomeissa on ylimääräinen neutroni, maksaisi noin 2 000 dollaria. Hyvänä puolena voisit tehdä vaikutuksen nörttiystäviisi uppoavilla raskasvesijääkuutioilla.
Okei, mutta lupasin sinulle takapihan ydinreaktorin. Jos haluat käynnistää ydinketjureaktion, sinun on ostettava plutoniumia (vaikeaa, sillä edes libyalaiset eivät enää myy sitä), rikastettava uraani sen fissiokelpoisemmaksi isotoopiksi 235 tai käytettävä rikastamatonta uraania raskaan veden kanssa. Kun valittavana on joko uraanin rikastaminen – jolla on taipumus räjähtää rajusti, kun se kasataan liian korkealle – tai veden rikastaminen (raskaaksi vedeksi), järkevät meistä valitsevat jälkimmäisen.
Incendiarily Yours,
Science
Sendaa kysymyksesi osoitteeseen [email protected]
.