1. Arricchimento del deuterio:
* Abbondanza naturale: Il deuterio costituisce solo circa lo 0,015% dell'idrogeno presente in natura.
* Elettrolisi: Un metodo consiste nell'elettrolizzare ripetutamente l'acqua (H₂O). Il deuterio è leggermente meno reattivo dell'idrogeno normale, quindi tende ad essere arricchito nell'acqua residua poiché l'idrogeno più leggero viene preferenzialmente rilasciato come gas. Questo metodo è ad alta intensità di energia ma relativamente semplice.
* Distillazione: Un altro metodo utilizza la leggera differenza nelle pressioni di vapore tra acqua pesante e acqua normale. Distillando ripetutamente l'acqua, la concentrazione di deuterio può essere aumentata. Questo metodo è più efficiente dell'elettrolisi ma richiede ancora operazioni su larga scala.
* Processo di trafuro di girdler: Questo processo su scala industriale prevede la reazione di gas idrogeno con idrogeno solforato (H₂S) ad alte temperature e pressioni. Il deuterio si lega preferibilmente con lo zolfo, permettendolo di estrarre e concentrare.
2. Combinando il deuterio con ossigeno:
* Reazione con ossigeno: Una volta che il deuterio è arricchito, può essere reagito con ossigeno per formare acqua pesante (D₂O). Questo può essere ottenuto attraverso una varietà di metodi, tra cui:
* Reazione diretta: Il riscaldamento di una miscela di gas di deuterio e gas di ossigeno comporterà la formazione di acqua pesante.
* Elettrolisi dell'ossido di deuterio: L'elettrolizzante una soluzione di acqua pesante (D₂O) produrrà gas di deuterio e gas di ossigeno. Questi gas possono quindi essere ricombinati per produrre acqua più pesante.
Note importanti:
* Sicurezza: L'acqua pesante non è radioattiva, ma può essere dannosa in grandi quantità a causa del suo impatto sui processi biologici.
* Applicazioni: L'acqua pesante ha varie applicazioni, tra cui:
* Reattori nucleari come moderatore e refrigerante
* Ricerca biologica e chimica
* Imaging medico
Il processo di produzione di acqua pesante è complesso e ad alta intensità di energia. Richiede strutture e attrezzature specializzate e il processo di produzione è altamente regolato a causa delle sue potenziali applicazioni nella tecnologia nucleare.
