1。重水素の濃縮:
* 自然存在: 重水素は、自然に発生する水素の約0.015%のみを占めています。
* 電気分解: 1つの方法は、繰り返し電解水(H₂O)を電解することです。重水素は通常の水素よりもわずかに反応性が低いため、軽量の水素がガスとして優先的に放出されるため、残留水に濃縮される傾向があります。この方法はエネルギー集約型ですが、比較的単純です。
* 蒸留: 別の方法は、重水と通常の水の間の蒸気圧のわずかな違いを利用しています。水を繰り返し蒸留することにより、重水素濃度を上げることができます。この方法は電気分解よりも効率的ですが、それでも大規模な操作が必要です。
* ガードラー硫化プロセス: この産業規模のプロセスには、高温と圧力で水素ガスを硫化水素(H₂S)と反応させることが含まれます。 重水素は硫黄と優先的に結合し、それを抽出して濃縮することができます。
2。重水素と酸素を組み合わせる:
* 酸素との反応: 重水素が濃縮されると、酸素と反応して重水を形成することができます(D₂O)。これは、次のようなさまざまな方法で実現できます。
* 直接反応: 重水素ガスと酸素ガスの混合物を加熱すると、重水が形成されます。
* 酸化重水素の電解: 重水(D₂O)の溶液を電解すると、重水素ガスと酸素ガスが生成されます。これらのガスは、より多くの重水を生産するために再結合することができます。
重要なメモ:
* 安全性: 重水は放射性ではありませんが、生物学的プロセスへの影響により大量に有害になる可能性があります。
* アプリケーション: 重水には、次のようなさまざまな用途があります。
*モデレーターおよびクーラントとしての原子炉
*生物学的および化学的研究
*医療イメージング
重水を生産するプロセスは複雑でエネルギー集約的です。特殊な施設と機器が必要であり、生産プロセスは、原子力技術における潜在的な用途のために高度に規制されています。