Apa grea

Figura 1. O moleculă de apă grea.

Figura 2. Configurarea probei procesului de sulfură Girdler, care arată coloanele calde și reci, împreună cu unde este extrasă apa îmbogățită și epuizată., costul apei grele este o parte semnificativă din costul de construcție al unui reactor de apă grea, dar face ca reactoarele să funcționeze mai ieftin (deoarece îmbogățirea uraniului nu este necesară). Tehnic vorbind, deuteriu nu este „făcută” într-un proces specific, mai degrabă molecule de apă grea sunt separate de cantități mari de apă care conțin H2O sau individual deuterat apă în l girdler sulfurat proces (care vor fi discutate în detaliu în următoarele două paragrafe). Apa care nu este grea este aruncată și este cunoscută sub numele de „apă epuizată”., O metodă alternativă există atunci când apa este electrolizată pentru a produce oxigen și hidrogen care conține gaz normal, împreună cu deuteriu. Hidrogenul este apoi lichefiat și distilat pentru a separa cele două componente, apoi deuteriul reacționează cu oxigenul pentru a forma apă grea. producerea apei grele necesită infrastructură avansată, iar apa grea este produsă activ în Argentina, Canada, India și Norvegia. Cea mai mare fabrică a fost fabrica Bruce din Canada, dar s-a închis., Din punct de vedere tehnic, există o mică diferență în punctele de fierbere ale apei grele și a apei, astfel încât această diferență ar putea fi folosită la extragerea apei grele. Cu toate acestea, deoarece deuteriul există în număr atât de mic, o cantitate enormă de apă ar trebui să fie fiartă pentru a obține cantități semnificative de deuteriu. Acest lucru ar necesita mult combustibil sau electricitate, astfel încât instalațiile să exploateze diferențele chimice dintre cele două. Cea mai importantă metodă chimică pentru producerea apei grele este procesul de sulfură Girdler., procesul de sulfură Girdler este o metodă care funcționează pe baza unui schimb de deuteriu între H2S și apa ușoară obișnuită. În acest proces, există două coloane separate. O coloană este la 30°C și este cunoscută sub numele de „Turnul rece”, în timp ce cealaltă este la 130 °C, cunoscută sub numele de „Turnul fierbinte”. Separarea are loc pe baza unui echilibru și a diferențelor de echilibru la cele două temperaturi diferite. Ecuația de echilibru este:

principalul motiv pentru care acest proces funcționează este un rezultat al gazului de hidrogen sulfurat care circulă între turnurile calde și cele reci., În primul rând, apa dulce curge în stadiul de temperatură scăzută împreună cu gazul hidrogen sulfurat îmbogățit cu deuteriu. Ca urmare a proprietăților de echilibru la această temperatură, deuteriul migrează preferențial din hidrogenul sulfurat îmbogățit în apă, creând apă grea. Această apă îmbogățită este apoi scoasă și mai multă apă proaspătă intră în stadiul de temperatură ridicată împreună cu gazul de hidrogen sulfurat (acum ușor epuizat în deuteriu). Aici, orice deuteriu din apa dulce se deplasează preferențial la gazul de hidrogen sulfurat, îmbogățindu-l., Acest gaz îmbogățit se deplasează apoi înapoi la stadiul de temperatură scăzută și lucrează pentru a îmbogăți și mai mult apa grea. Apa normală din stadiul de temperatură ridicată, acum epuizată, este extrasă. O cascadă este apoi amenajată astfel încât apa „îmbogățită” —apa cu mai mult deuteriu— este alimentată în turnul rece și îmbogățită din nou.

---