к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Дейтерий

Дейтерий (от греч. deuteros-второй; лат. Deuterium), D или 2H,- тяжёлый стабильный изотоп водорода с массовым числом 2; содержание в природном водороде 0,0156% (по массе). Масса 2,0141018 а. е. м. Ядро Д.- дейтрон - состоит из 1 протона и 1 нейтрона. Д. открыт в 1932 Г. Юри (H. Urey) совм. с сотрудниками спектральным методом.

Большое различие масс Д. и протия (1H) обусловливает различие их свойств (изотопные эффекты). Так, tкип вещества, состоящего из молекул D2, -23,57К, межъядерное расстояние в молекуле D2-0,07416 нм, энергия диссоциации D2 (при OK) 439,68 кДж/моль (ср. с соответствующими значениями для H2 в ст. Водород ).Скорости химических реакций с участием веществ, содержащих Д., могут быть в 5-10 раз выше или ниже, чем с участием таких же веществ, содержащих протий.

Д. выделяют на основе различий свойств протия и Д. Так, используют особенность изотопного обмена в системе вода - сероводород, применяют ректификацию жидкого водорода, многоступенчатый электролиз водных растворов и т. д.

Д. служит меченым стабильным индикатором при проведении разл. хим., биохим. и др. исследований. Тяжёлая вода D2O представляет собой лучший из известных замедлителей нейтронов. В водородных бомбах используется гидрид лития 6LiD; при взрыве водородной бомбы протекают термоядерные реакции:

1119929-512.jpg

В будущем Д., возможно, станет основным ядерным топливом.

Дейтерий (тяжелый водород) D, стабильный изотоп водорода с мас. ч. 2, ат. м. 2,01416219. Ядро атома дейтерия - дейтрон состоит из одного протона и одного нейтрона, энергия связи между ними 2,23 МэВ. Поперечное сечение ядерной р-ции (n,g) 53.10-33 м2, поперечное сечение захвата тепловых нейтронов дейтронами 15.10-32 м2 (для протонов 3.10-29м2). Молекула двухатомна, длина связи 0,07417 нм; осн. частота колебаний атомов 3118,46 см-1; энергия диссоциации 440 кДж/моль, константа диссоциации К = p2D/pD2 = 4,173.10-73 (293,15 К). С др. изотопами водорода дейтерий образует молекулы протодейтерия HD (мол. м. 3,02205) и дейтеротрития DT (мол. м. 5,03034). В прибрежной морской воде соотношение D/(D + Н) составляет (155-156).10-6, в поверхностных водах - (132-151).10-6, в прир. газе - (110-134).10-6.
Свойства. Коэф. сжимаемости дейтерия (pV/RT)при 273,15 К: 1,0121 (2,0266 МПа), 1,0624(10,133 МПа), 1,130(20,266 МПа). С° [в Дж/(моль.К)]: 20,81 (20 К), 30,11 (100 К), 29,30 (298 К); теплопроводность 0,135 Вт/(м.К) (25 К); h 1,23.10-2 мПа.с (293,15 К). Дейтерий раств. в жидкостях (напр., в бензоле, толуоле, октане, гептане, ССl4, CS2) лучше, чем Н2, причем это различие возрастает с понижением т-ры. Молекула D2 может находиться в орто- и пара-состояниях. Ортодейтерий (o-D2) имеет параллельную (одного знака) ориентацию ядерных спинов, а парадейтерий (п-D2) -антипараллельную. Это обусловливает нек-рое различие магн., оптич. и термич. св-в разл. модификаций. При обычных условиях D2 (нормальный дейтерий, н-D2) представляет собой смесь 2/3 орто- и 1/3 пара-модификаций, к-рые могут взаимно превращаться друг в друга (орто-пара-превращение). Каждой данной т-ре соответствует определенный равновесный состав (равновесный дейтерий, p-D2). Так, доля п-D2 составляет: 0,333 (при 300 К), 0,251 (60 К), 0,148 (40 К), 0,019 (20 К). При низких т-рах термодинамически стабилен o-D2. Самопроизвольное орто-пара-превращение при низких т-рах происходит очень медленно, что позволяет получить жидкий дейтерий, близкий по составу к нормальному. Орто-пара-превращение ускоряется в присут. катализаторов (соед. Fe, Сr, Со, Мn, РЗЭ). Св-ва дейтерия приведены в табл. 1 и 2.
Дейтерий, протодейтерий, дейтеротритий
Ур-ние температурной зависимости давления пара над твердым и жидким дейтерием: lg 0,0075p (Па) = А - В/Т + СT (значения А, В и С приведены в табл. 3).
001_020-66.jpg
Теплота испарения o-D2 (в Дж/моль): 1202,9 (24,25 К), 1029,5 (30,53 К). Твердый D2 имеет тетрагон, объемноцентрированную решетку, а = 0,338 нм, с = 0,560 нм; т. пл. 18,73 К. Н2 и D2 не изоморфны, обнаружена их ограниченная взаимная р-римость в твердом состоянии. При 4,2 К предельная р-римость D2 в Н2 ок. 10% по объему, а р-римость Н2 в D2 21%. По хим. св-вам D2 аналогичен Н2, однако скорость р-ций при замещении Н на D заметно уменьшается, напр., при окислении орг. соед., взаимод. Н2 с Сl2 - в 5-10 раз. При электролизе воды D2 выделяется медленнее, чем Н2. Важное практич. значение имеют р-ции изотопного обмена дейтерия. Константа равновесия р-ции Н2 + D2 D 2HD составляет: 1,345 (50 К), 2,903 (200 К), 3,44 (373,15 К), 3,80 (700 К). Осуществляют ее в присут. катализатора (Pt, Ni, РЗЭ). Для р-ции НDО(ж) + D2(г) D D2О(ж) + HD(г) (где ж -жидкость, г - газ) константа равновесия: 3,96 (223,15 К), 2,92 (323,15 К), 2,40 (373,15 К). Для р-ции Н2О(ж) + HD D НDО(ж) + Н2(г) константа равновесия: 4,69 (223,15 К), 3,37 (323,15 К), 2,69 (373,15 К). Изотопный обмен между водой и D2 или HD может протекать в паровой фазе в присут. катализаторов (напр., Ni) или в жидкой под давлением (из-за плохой р-римости изотопов водорода в воде) в присут. катализаторов (в т. ч. гидрофобных) в гомог. или гетерог. системе. Нек-рые р-ции изотопного обмена Н протекают очень быстро, напр., в группах ОН (щелочи, спирты) и NH (NН3, амины). Важнейшие соед. дейтерия- тяжелая вода D2O. Дейтериды соед., аналогичные гидридам. Большое практич. значение имеет дейтерид лития 6LiD - ocн. компонент заряда термоядерного (водородного) оружия. Для аналит. определения дейтерия применяют масс-спектрометрич., спектральные, хроматографич., а также денсиметрические (путем измерения плотности) методы изотопного анализа.
Получение. Дейтерий выделяют гл. обр. из тяжелой воды, напр., электролизом, р-цией с металлами. Дейтерий получают также низкотемпературной ректификацией из электролитич. водорода или азотоводородной смеси для синтеза NH3 (водород к-рой содержит 250-300 м. д. HD). Исходный водород или азото-водородную смесь после тщательной очистки от примесей (О2 до 10-9 мольных долей, остальные газы - до 10-7-10-8 мольных долей) сжижают и двухступенчатой ректификацией при 22-24 К выделяют конц. HD. Последний в присут. катализатора превращается в смесь Н2 + D2 + HD, из к-рой низкотемпературной ректификацией получают 99,8%-ный D2. Сжиганием с воздухом или О2 последний переводят в тяжелую воду.
Применение. Дейтерий (в виде D2О) - замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Дейтроны, обычно получаемые путем ионизации атомов дейтерия, используются в качестве бомбардирующих частиц в ядерных р-циях, в частности для получения быстрых нейтронов. Дейтерий применяется также как изотопный индикатор в научных исследованиях в химии, биологии, физиологии, агрохимии и др. (в т.ч. в опытах с живыми организмами и при диагностич. исследованиях человека). Соед. дейтерия используются также при спектроскопич. исследованиях. Изделия из монокристаллов на основе KD2PO4 применяются для создания систем управления и преобразования лазерного излучения. Дейтерий - ядерное топливо для энергетики будущего, основанной на управляемом термоядерном синтезе. В первых энергетич. реакторах такого типа предполагается осуществить р-цию D + T D He + n + 17,6 МэВ. Дейтерий открыт Г. Юри с сотрудниками в 1932.
===

Литература по дейтерию

  1. Выделение дейтерия из водорода методом глубокого охлаждения, М., 1961;
  2. Тупицын И. Ф., Тяжелые изотопы водорода, дейтерий и тритий, М., 1961;
  3. Андреев Б. М., Зельвенский Я. Д., Катальников С. Г., Тяжелые изотопы водорода в ядерной технике, М., 1987 Я. Д. Зельвенский.
к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 27.01.2020 - 16:32: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
27.01.2020 - 14:55: СЕЙСМОЛОГИЯ - Seismology -> Эпистолярная сейсмология - Карим_Хайдаров.
27.01.2020 - 14:48: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
27.01.2020 - 06:14: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Галины Царёвой - Карим_Хайдаров.
26.01.2020 - 09:46: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
25.01.2020 - 19:10: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
25.01.2020 - 19:07: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
19.01.2020 - 12:22: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
19.01.2020 - 12:19: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
19.01.2020 - 12:17: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
19.01.2020 - 12:16: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
17.01.2020 - 15:29: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution