Deuteriu și apă grea, Krugosvet Encyclopedia
Deuteriu și apă grea
In 1932, unul după altul, urmat de descoperiri remarcabile in domeniul fizicii: primul ciclotron si a inventat microscopul electronic, realizat prima reacție de fuziune nucleară măsurată experimental vitezei moleculelor au fost descoperite cu neutroni și un pozitron, teoria proton-neutron dezvoltată a structurii nucleelor și mecanicii cuantice relativistice este construit. Nu e de mirare fizica numit acest an Anno mirabilis - anul de miracole. În același an a fost deschis și un al doilea izotop al hidrogenului, deuteriu numit (din deuteros greacă - al doilea simbol D).
Descoperirea de deuteriu poate servi ca o ilustrare excelentă a paradoxal la prima vedere, spunând chimistul francez fizic Anri Le Chatelier. cu care se confruntă ucenicii, „Greșeala nu este doar tineri cercetători, dar mulți oameni de știință, foarte experimentat de vârstă mijlocie și talentați de multe ori este că ei direcționează atenția spre rezolvarea unor probleme foarte complexe, care nu este suficient de sol preparat. Dacă vrei să faci ceva cu adevărat mare în știință, dacă doriți să creați ceva fundamental, țineți sondajul cel mai detaliat, se pare, la sfârșitul examinate problemele. Este aceste aparent simple și nu ascund nimic obiecte noi si sunt sursa de la care va fi capabil să se bazeze pe o abilitate a datelor cele mai valoroase și, uneori, neașteptate ".
Într-adevăr, ceea ce ar putea fi de așteptat din studiul proprietăților fizice ale apei pure obișnuite - acestea au fost studiate, așa cum se spune, de departe și-n lat în secolul al 19-lea. Să ne amintim totuși că efectuate în 1893 determinarea de rutină a densității de azot gazos, obținut prin diferite metode (litru de azot din aerul cântărit 1,257 g și obținut prin metode chimice - 1,251 g), a condus la descoperirea remarcabilă - primul argon, urmat de alte gaze nobile.
În 1917, savantul german K.Sheringer a sugerat că atomii de elemente diferite sunt construite nu numai împotriva ei (din protos greacă - în primul rând), adică masa „lumină“ hidrogen atomic 1, și diferite de izotopi de hidrogen. Până în acel moment a fost cunoscut faptul că unul și același element poate avea izotopi cu diferite mase. progrese impresionante în descoperirea unui număr mare de izotopi neradioactivi ale elementelor au ajuns fizicianul britanic Francis William Aston construit-le folosind spectrograf de masă. In acest dispozitiv atomii sau moleculele investigate sunt bombardate de un fascicul de electroni si devin ioni incarcati pozitiv. Fasciculul acestor ioni este apoi supus unui câmp electric și magnetic, iar calea lor deviate de la linia dreaptă. Această deviație este mai puternic, taxa mai ionică și cea mai mică masa. Din valorile obținute deflecție direct tensiuni masele relative ale ionilor. Iar intensitatea fasciculului de ioni, cu o masă dată poate judeca abundența relativă în eșantionul acestor ioni.
La sfârșitul anului 1931 o echipă de fizică americană - Harold Jyri cu elevii, Ferdinand Brickwedde și George Murphy a luat 4 litri de hidrogen lichid și supus distilării fracționate pentru a da reziduul de 1 ml, adică reducând cantitatea de timp în 4000. Acest ultim mililitru de lichid după evaporare și a fost investigată spectroscopic. spectroscopist Talentat Garold Kleyton Yuri observat în spectrograma de hidrogen îmbogățit linii noi foarte slabe sunt absente în hidrogen obișnuit. Poziția liniilor în spectrul corespund în efectuat exact calculul lor mecanicii cuantice a raportului atomic destinat a 2 H. linie nouă Intensități izotop (deuteriu Jyri a numit) și hidrogen obișnuit au arătat că, în eșantionul investigat noul izotop îmbogățit de 800 de ori mai puțin decât hidrogen obișnuit . Deci, în inițială de hidrogen izotop greu mai puțin. Dar cum?
Încercarea de a evalua așa-numitul factor de îmbogățire evaporarea hidrogenului lichid, cercetatorii au realizat ca in experimentele lor utilizate cel mai prost sursă posibilă de hidrogen. Faptul că a fost primit, ca de obicei, prin electroliza apei. Dar, în electroliza unui hidrogen de lumină trebuie să fie alocate mai repede decât grele. Se pare că proba a fost prima sărăcită de hidrogen greu, și apoi le îmbogățit!