Deuterio

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Deuterio
Hydrogen-2.svg
Generalità
Simbolo 2H o D
Protoni 1
Neutroni 1
Peso atomico 2,01363 uma
Abbondanza isotopica 0,015%
Proprietà fisiche
Spin +1
Emivita stabile
Densità ghiaccio 195 kg·m−3
Densità gas 0,452 kg·m−3
Viscosità 1,3 × 10−6  Pa/s
Energia di legame (2224,52 ± 0,20) keV
Energia in eccesso 13135,720 keV

Il deuterio (simbolo 2H o D) è un isotopo stabile dell'idrogeno il cui nucleo (chiamato deutone o deuterone) è composto da un protone e un neutrone.

La sua abbondanza isotopica è pari a 0,015% (0,030% in termini di massa). Nonostante non sia propriamente un elemento chimico a sé stante, si utilizza spesso il simbolo D per indicarlo. Chimicamente quasi identico all'idrogeno, a temperatura e pressione ambiente forma un gas di molecole biatomiche: 2H2 o D2.

Il deuterio fu scoperto nel 1931 da Harold Clayton Urey, chimico alla Columbia University. Per questa sua scoperta Urey vinse il Premio Nobel nel 1934.

Composti deuterati, come l'acqua pesante (D2O), sono spesso usati in chimica e biochimica per lo studio dei meccanismi di reazione.

Il deuterio viene utilizzato insieme al trizio per realizzare la fusione nucleare sfruttando la reazione:

D + T \rightarrow {}^4He + n + 17{,}6 \mathrm{ \ MeV }

che risulta essere particolarmente adatta grazie all'alta sezione d'urto ed alla notevole energia generata dalla singola reazione.

È utilizzato sotto forma di acqua pesante nei reattori nucleari tipo CANDU come moderatore (per rallentare i neutroni) e refrigerante del nocciolo.

Dati vari[modifica | modifica wikitesto]

Dati a circa 18 K (punto triplo) per D2 :

  • densità:
  • ghiaccio: 195 kg·m−3
  • gas: 0,452 kg·m−3
  • ghiaccio: 2950 J·kg−1·K−1
  • gas: 5200 J·kg−1·K−1

Deuterio ultra-denso[modifica | modifica wikitesto]

L'esistenza del deuterio ultra-denso verrebbe suggerita da risultati sperimentali in una pubblicazione di ricercatori dell'Università di Göteborg in Svezia. Se l'esistenza di questi cristalli di deuterio venisse confermata, il materiale sarebbe un milione di volte più denso rispetto al deuterio in natura, molto più denso rispetto a quella calcolata per il nucleo del Sole. I ricercatori suggeriscono che questa forma ultra densa di deuterio faciliterebbe di molto l'operatività dei reattori a fusione nucleare a confinamento inerziale tramite raggi laser[1][2][3].

I ricercatori svedesi hanno riferito la produzione di minuti quantitativi di deuterio ultra-denso in due pubblicazioni recenti[4][5]. Se davvero si riuscisse a produrlo, il deuterio ultra-denso sarebbe di gran lunga il materiale più denso mai prodotto dalla scienza umana - un centimetro cubo avrebbe una massa di 140 chilogrammi[3] e una sfera del raggio di 250 metri possiederebbe una gravità superficiale pari a quella terrestre.[6]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ ENEL:Deuterio ultra-denso per l’energia nucleare del futuro (maggio 2009)
  2. ^ LE SCIENZE:Deuterio ultradenso prodotto in laboratorio (13 maggio 2009)
  3. ^ a b Patrik U. Andersson, Leif Holmlid, Ultra-dense deuterium: A possible nuclear fuel for inertial confinement fusion (ICF), Physics Letters A, In Press, Corrected Proof, Available online 1 July 2009, ISSN 0375-9601, DOI: 10.1016/j.physleta.2009.06.046.
  4. ^ S. Badiei, P. U. Andersson and L. Holmlid, "Fusion reactions in high-density hydrogen: A fast route to small-scale fusion?" Int. J. Hydr. Energy 34 (2009) 487-495.
  5. ^ S. Badiei, P. U. Andersson and L. Holmlid, "High-energy Coulomb explosions in ultra-dense deuterium: Time-of-flight mass spectrometry with variable energy and flight length". Int. J. Mass Spectrom. 282 (2009) 70-76 doi:10.1016/j.ijms.2009.02.014.
  6. ^ Gravity Calculator for Astronomical Bodies Based on Radius and Density | Eric James Stone

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]