Deuterio

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Deuterio
Hydrogen-2.svg
Generalità
Simbolo2H o D
Protoni1
Neutroni1
Peso atomico2,01363
Abbondanza isotopica0,015%
Proprietà fisiche
Spin+1
Emivitastabile
Densità ghiaccio195 kg/m³
Densità gas0,452 kg/m³
Viscosità1,3×10−6 Pa/s
Energia di legame2224,52±0,20 keV
Energia in eccesso13,135720 MeV

Il deuterio (dal greco δεύτερος, secondo) è un isotopo stabile dell'idrogeno con simbolo 2H o D, il cui nucleo (chiamato deutone o deuterone) è composto da un protone e un neutrone. Fu scoperto nel 1931 da Harold Urey, che per questa scoperta vinse il Premio Nobel per la chimica nel 1934.

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.

Viene utilizzato insieme al trizio per realizzare la fusione nucleare sfruttando la reazione:

D + T → 4He + n + 17,6 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 (D2O) nei reattori nucleari tipo CANDU come moderatore per rallentare i neutroni e come refrigerante del nocciolo. Suoi composti, come l'acqua pesante, sono usati in chimica e biochimica per lo studio dei meccanismi di reazione.

Dati vari[modifica | modifica wikitesto]

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

  • densità:
  • ghiaccio: 195 kg/m³
  • gas: 0,452 kg/m³
  • ghiaccio: 2950 J/kg·K
  • gas: 5200 J/kg·K

Deuterio ultradenso[modifica | modifica wikitesto]

L'esistenza di deuterio ultradenso è stata suggerita da risultati sperimentali in una pubblicazione dei ricercatori dell'Università di Göteborg Shahriar Badiei, Patrik U. Andersson e Leif Holmild. Il materiale sarebbe un milione di volte più denso rispetto al deuterio in natura, molto più denso del nucleo del Sole[1][2]. Una delle due forme ipotizzate per questi cristalli prevede degli elettroni "fissi" attorno ai quali orbiterebbero i nuclei D. Questo materiale sarebbe di gran lunga il più denso mai prodotto dalla scienza umana: un centimetro cubico avrebbe una massa di 130 chilogrammi[3] e una sfera del raggio di 250 metri una gravità superficiale pari al 92% di quella terrestre.[4] I ricercatori suggeriscono che questa forma ultra densa di deuterio faciliterebbe notevolmente l'operatività dei reattori a fusione a confinamento inerziale tramite raggi laser[5][6][3].

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ 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.
  2. ^ 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.
  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. ^ (EN) Gravity Calculator for Astronomical Bodies Based on Radius and Density, su Eric James Stone.
  5. ^ Deuterio ultradenso per l'energia nucleare del futuro[collegamento interrotto], Enel, maggio 2009.
  6. ^ Deuterio ultradenso prodotto in laboratorio, Le Scienze, 13 maggio 2009.

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