什么是同位素分馏,工业上如何分离同位素

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-06 08:58:52

水应该是大家最熟悉不过的物质了,每人每天都需要摄入一定量的水以维持机体代谢所需。

人有胖瘦之分,但你知道水也有“轻重之别”吗?只听说要“多喝热水”,那重水又是什么,跟普通的水有什么区别,喝了重水会中毒吗?

什么是同位素分馏,工业上如何分离同位素(1)

重水样品

重水“重”在哪里?

一提到重水,人们常常把它与核电站联系起来。没错,重水确实是核电站常用的中子减速剂,但它本身是没有辐射的,外观也几乎与普通的水一模一样。

无论是重水还是普通水,都由氢和氧两种元素组成。普通的水分子相对分子质量为18,而重水分子却是20。重水“重”在哪里?问题就出在氢上。

什么是同位素分馏,工业上如何分离同位素(2)

水分子的结构

氢元素是一个统称,自然界中一共有3种氢,分别为氕、氘、氚,它们互为彼此的同位素。

这三兄弟长得十分相像,都含有一个质子和一个核外电子。它们之间最大的区别就在质量上,氕的质量最小,其次是氘,氚最重。

之所以质量不同,是因为它们的原子核不同,氕的原子核内只有1个质子,没有中子,氘核则由1个质子和1个中子构成,而最重的氚核内有1个质子和2个中子。

什么是同位素分馏,工业上如何分离同位素(3)

普通氢原子及其同位素

日常生活中普通的水由2个氕原子和1个氧原子构成,而核电站用的重水则由2个氘原子和1个氧原子构成,因此重水其实“重”在了氢上。

什么是同位素分馏,工业上如何分离同位素(4)

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