Cara Scienza,
Nonostante la scelta delle scienze sociali, sono sempre stato affascinato dalla fisica nucleare. Hai menzionato l’acqua pesante in un recente post su Slog, e mi ha fatto venire voglia di fare alcune domande su questa roba: Come è fatta? È tossica – cioè, potrei berla e notare qualche differenza? È effettivamente più pesante dell’acqua “normale”? Se non mi ucciderebbe bere questa roba, è costosa e potrei comprarne un gallone per impressionare i miei amici geek?
Se vuoi costruire un reattore nucleare da cortile, l’acqua pesante è la tua migliore scelta. È tutta una questione di idrogeno. L’acqua, pesante o leggera, è composta da un atomo di ossigeno e due di idrogeno. La maggior parte dei nuclei di idrogeno sono solo piccoli protoni solitari. (Se sai chi è Ronald McDonald, ma non sai questo sull’idrogeno, per favore vai indietro nel tempo e prenditi a schiaffi). Raramente, un neutrone o due accompagnano il protone nell’idrogeno – raddoppiando o triplicando il suo peso. L’acqua pesante è solo la vecchia acqua normale, in cui almeno uno degli atomi di idrogeno ha un neutrone.
Quindi, l’acqua pesante è effettivamente più pesante dell’acqua normale? Sì, ma non di molto. Si beve acqua pesante tutto il tempo. È presente in tutta l’acqua in quantità minuscole, 1 su circa 3.000 molecole d’acqua è effettivamente acqua pesante. Poiché le proprietà chimiche dei nuclei di idrogeno più pesanti con un neutrone sono leggermente diverse, l’acqua pesante comincia ad appesantire ogni sorta di parti del corpo. Alla fine, se si beve abbastanza acqua pesante purificata – più di 20 galloni, almeno un quarto di peso – si muore. Un canadese scontento ha cercato di uccidere i suoi colleghi in questo modo. Non ebbe molto successo.
La produzione di acqua pesante consiste nel separare l’acqua pesante da quella leggera, attraverso la distillazione o qualche altro trucco. Dato quanto l’acqua pesante è chimicamente vicina alla luce, questo è terribilmente costoso. Solo pochi impianti nel mondo possono farlo. Comprare cinque litri di acqua pesante in cui entrambi gli atomi di idrogeno hanno il neutrone in più ti costerebbe circa 2.000 dollari. Il lato positivo è che potresti impressionare i tuoi amici geek con cubetti di ghiaccio di acqua pesante che affondano.
Ok, ma ti ho promesso un reattore nucleare da cortile. Se vuoi avviare una reazione nucleare a catena, devi acquistare plutonio (difficile, visto che nemmeno i libici ne vendono più), arricchire l’uranio per il suo isotopo 235, più fissionabile, o usare uranio non arricchito con acqua pesante. Data la scelta tra arricchire l’uranio – che ha la tendenza ad esplodere violentemente se ammucchiato troppo in alto – o arricchire l’acqua (per l’acqua pesante), i più ragionevoli tra noi scelgono la seconda.
Incendiariamente vostro,
Scienza
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