Изотопный состав и общие свойства D2O и Н2О

Изотопный состав нормальной природной воды характеризуется соотношением изотопов Н : D = 6800 : 1, что соответствует концентрации дейтерия 0,0147 ат. % . Тяжелая вода — D₂O — по своим свойствам заметно отличается от воды обычной (табл.

Важным свойством, отмеченным еще первыми исследователями D₂O, является ее высокая гигроскопичность, которая может приводить к понижению концентрации дейтерия в тяжелой во­де вследствие поглощения влаги из воздуха или со стенок аппаратуры. Такой обмен ионами проис­ходит из-за существенного смещения равновесия реакции D₂O + Н₂О в сторону образования DHO (К = 3,3). Растворимость солей в тяжелой воде ниже, чем в Н₂О.

Интерес к тяжелой воде проявился, прежде всего, благодаря способности D₂O регулировать ядерные реакции, что привело к появлению масштабного производства этого соединения. Среди нескольких способов концентрирования D₂O из природной воды наиболее распространен водород- сульфидНый процесс. Конечный продукт обычно содержит 99,8 ат. % D. По некоторым оценкам, к 1991 г. было произведено порядка 29 тыс. т тяжелой воды.

Табл. 2. Физические константы D₂O иН_гО

С экологической точки зрения D₂O не представляет никакой опасности — она не токсична для большинства организмов. Тяжелая вода нерадиоактивна, так как радиоизотоп водорода — тритий (³Н, или Т) содержится в ней в крайне низкой концентрации (0,15 мкКи/кг D₂O). Однако при использовании D₂O в ядерных реакторах уровень трития может повышаться в сотни раз как след­ствие бомбардировки нейтронами.

Распространение в природе соединений, меченных дейтерием, позволяет проводить разнообраз­нейшие экологические, геоморфологические, палеонтологические и другие исследования, в том числе связанные с проблемой происхождения Вселенной и Земли, однако мы ограничимся рассмо­трением только биохимических и молекулярно-биологических исследований.

2.2.