דאוטריום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
דאוטריום, מודגש מתוך טבלת האיזוטופים

דֶּאוּטֶרְיוּם (או דיטריום), הידוע גם בשם מימן כבד, הוא איזוטופ יציב (אינו רדיואקטיבי) של מימן. גרעין הדאוטריום, הנקרא דאוטרון, מכיל פרוטון אחד ונייטרון אחד (ראו תמונה), וזאת בניגוד לגרעין הנפוץ יותר של מימן מכיל רק פרוטון אחד ללא ניטרון. סמלו הכימי של הדאוטריום הוא 2H או D‏[1].

הדאוטריום נמצא רק בכמויות זניחות במצב טהור כגז דאוטריום, שסמלו הכימי הוא 2H2 או D2. רובו המוחלט ביקום נמצא קשור לאטום מימן רגיל, 1H, בגז הנקרא "מימן־דאוטריום".

תכונותיו הפיזיקליות עשויות להיות שונות מאלו של המימן הרגיל. דוגמה לכך היא מים כבדים, שתכונותיהם שונות מתכונות המים הרגילים. מבחינה כימית מתנהג הדאוטריום באופן דומה למימן, והשינויים העיקריים מתבטאים באנרגיות ובאורכי קשר.

המדינה המובילה בכמות יצור דאוטריום היא קנדה, בעיקר בצורת מים כבדים. החברה לאנרגיה אטומית של קנדה (AECL) משתמשת במים הכבדים שהיא מייצרת להאטת ניטרונים בכור גרעיני מסוג קנדו.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ספקטרום על-סגול של נורת דאוטריום

הדאוטריום שימושי בתהליכי היתוך גרעיני, במיוחד אם מעורב עם טריטיום. בתהליך ההתכה הגרעינית מתרכב הדאוטריום עם הטריטיום ליצירת הליום ובתהליך זה משתחררת אנרגיה רבה.

בכימיה ובמיוחד בביוכימיה משתמשים בדאוטריום כעוקב אחר איזוטופים שאינם רדיואקטיביים בתגובות כימיות, וזאת היות שמבחינה כימית, הוא מתנהג כמימן, אך עדיין ניתן לזהות את מיקומו לעומת מימן על ידי בדיקה פשוטה בספקטרומטר מסות או בספקטרומטר תת-אדום.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

איזוטופי יסודות קלים (כמו ניאון) נצפו עוד בשנת 1913 ואף הוכחו על ידי ספקטרומטר מסות בשנת 1920. התאוריה העיקרית באותו זמן הייתה כזו שהסבירה את קיום האיזוטופים על ידי "מספר שונה של אלקטרונים גרעיניים". התאוריה טענה, שמשום שמימן נמדד במסה אטומית ממוצעת קרובה מאוד ל-\ 1u ומשום שגרעינו נחשב לבנוי מפרוטון אחד (שנתגלה זה מכבר), הוא אינו יכול להכיל "אלקטרונים גרעיניים", ולכן, הנו חסר איזוטופים.

הראשון שטען לקיום הדאוטריום היה וולטר ראסל בשנת 1926. הוא נתגלה לראשונה על ידי הרולד יורי בשנת 1931 מאוניברסיטת קולומביה. יורי מצא את הדאוטריום על ידי בדיקה ספקטרומטרית של 5 ליטרים מימן נוזלי. מתוך 5 הליטרים, מצא יורי עקבות זעירות של תוצאה ספקטרומטרית שונה שהצביעה על מיקום הדאוטריום. יורי קבע את שמו מן המלה היוונית והלטינית ל"שניים", כיון שמסת הדאוטריום היא 2, בעוד שמסת המימן היא 1.

למידע נוסף לגבי היסטורײת הײצור ושימוש של דאוטריום ראו: מים כבדים.

מידע כללי[עריכת קוד מקור | עריכה]

אנטי־דאוטריום[עריכת קוד מקור | עריכה]

אנטי־דאוטריום הוא אנטי-חומר של איזוטופ הדאוטריום. בדומה לאנטי-פרוטון, זהו איזוטופ של אנטי־מימן המכיל בגרעינו אנטי־פרוטון ואנטי-נייטרון. גרעין האנטי־דאוטריום נחשב לאנטי־חומר הראשון שנוצר מלאכותית, במאיץ החלקיקים של CERN ב-1965. אטום שלם, עם פוזיטרון סביב הגרעין, לא יוצר עדיין, נכון לשנת 2008. סמלו של האנטי־דאוטריום דומה, אך יש בו סימן מינוס, כדי לזהותו כאנטי־חומר.

דאוטריום בתרבות[עריכת קוד מקור | עריכה]

תגובת חומר עם אנטי-חומר (דאוטריום עם אנטי־דאוטריום) הם הבסיס לתנועה במהירות גבוהה ממהירות האור בסדרה מסע בין כוכבים (וויאג'ר, אנטרפרייז). לפי תורת היחסות הכללית, התגובה שבין חומר ואנטי־חומר מייצרת אנרגיה בנצילות תאורטית של 100% ולכן, בסדרות אלו, דאוטריום ואנטי־דאוטריום משמשים כדלק כדי להגיע למהירויות אלו.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ מונחון IUPAC, המקובל בקרב הכימאים, מכיר גם ב-"D" כסימול לדאוטריום, אך הסימון 2H מועדף