Τι είναι το βαρύ ύδωρ και σε τι διαφέρει από το κανονικό;

Το βαρύ ύδωρ (D₂O) είναι ουσιατικά νερό, αλλά αντί για τα συνηθισμένα άτομα υδρογόνου (¹H), έχει δευτέριο (²H ή D), το οποίο είναι ένα ισότοπο του υδρογόνου με ένα επιπλέον νετρόνιο στον πυρήνα του.

Χρησιμοποιείται ως επιβραδυντής νετρονίων σε πυρηνικούς αντιδραστήρες βαρέος ύδατος, όπως οι καναδικοί αντιδραστήρες CANDU, σε επιστημονικά πειράματα για τη μελέτη των βιολογικών και χημικών αντιδράσεων και σε εξειδικευμένες διαδικασίες όπως η παραγωγή ισοτόπων για ιατρική χρήση.

Χρησιμοποιήθηκε επίσης σε πειράματα φυσικής σωματιδίων, όπως το Sudbury Neutrino Observatory (SNO) στον Καναδά.

Παρόλο που είναι μη τοξικό σε μικρές ποσότητες, σε μεγάλη συγκέντρωση μπορεί να επηρεάσει τον οργανισμό επειδή αλλάζει τον μεταβολισμό των κυττάρων.

Το βαρύ ύδωρ έχει υψηλότερο σημείο βρασμού (101.4°C) και χαμηλότερο σημείο πήξης (3.8°C) από το κανονικό νερό. Είναι επίσης πιο πυκνό και έχει διαφορετική συμπεριφορά στις χημικές αντιδράσεις, καθώς οι δεσμοί D-O είναι πιο ανθεκτικοί από τους δεσμούς H-O.

Κατά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, οι Γερμανοί επιδίωξαν να χρησιμοποιήσουν βαρύ ύδωρ για την ανάπτυξη πυρηνικών όπλων. Οι Σύμμαχοι κατέστρεψαν τη μοναδική εγκατάσταση παραγωγής βαρέος ύδατος στη Νορβηγία (επιχείρηση Gunnerside), εμποδίζοντας το γερμανικό πυρηνικό πρόγραμμα.

Το βαρύ ύδωρ χρησιμοποιείται στην ιατρική έρευνα, κυρίως για διαγνωστικές τεχνικές και βιολογικές μελέτες. Αν και δεν χρησιμοποιείται άμεσα στη θεραπεία ασθενειών, μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση του μεταβολισμού και της ανάπτυξης καρκινικών κυττάρων.

Η παραγωγή βαρέος ύδατος είναι πολύπλοκη και ενεργοβόρα. Οι πιο αποτελεσματικές μέθοδοι είναι η ανταλλαγή ισοτόπων με θειούχο υδρογόνο και η πολλαπλή απόσταξη, που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανική κλίμακα.