Deuterio: differenze tra le versioni
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Il '''deuterio''' (dal [[lingua greca antica|greco]] δεύτερος ''déuteros'', il secondo) è un [[isotopo]] [[stabilità (chimica)|stabile]] dell'[[idrogeno]] il cui nucleo (chiamato [[deutone]] o [[deutone|deuterone]]) è composto da un [[protone]] e un [[neutrone]]. Fu scoperto nel 1931 da [[Harold Urey]], che per questo vinse il [[Premio Nobel per la chimica]] nel 1934. |
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La sua [[abbondanza isotopica]] è pari a 0,015% (0,030% in termini di [[massa (fisica)|massa]]). Nonostante non sia propriamente un elemento chimico a sé stante, si utilizza il simbolo '''<sup>2</sup>H''' o '''D''' per indicarlo. Come l'isotopo dell'idrogeno più comune, il [[Prozio (chimica)|prozio]], a temperatura e pressione ambiente il deuterio forma un gas di [[molecola|molecole]] biatomiche con formula <sup>2</sup>H<sub>2</sub> o D<sub>2</sub>. Sulla terra si trova in natura in minima percentuale nella molecola dell'acqua, da cui può essere prodotta artificialmente acqua arricchita in deuterio, l'[[acqua pesante]]. |
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Il deuterio fu scoperto nel [[1931]] da [[Harold Urey|Harold Clayton Urey]], chimico alla ''[[Columbia University]]''. Per questa sua scoperta Urey vinse il [[Premio Nobel]] nel [[1934]]. |
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[[Composti deuterati]], come l'[[acqua pesante]] (D<sub>2</sub>O), sono spesso usati in [[chimica]] e [[biochimica]] per lo studio dei meccanismi di [[Reazione chimica|reazione]]. |
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che risulta essere particolarmente adatta grazie all'alta [[sezione d'urto]] ed alla notevole [[energia]] generata dalla singola reazione. |
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È utilizzato sotto forma di acqua pesante nei reattori nucleari tipo [[CANDU]] come moderatore (per rallentare i [[Neutrone|neutroni]]) e refrigerante del nocciolo. |
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== Deuterio ultradenso == |
== Deuterio ultradenso == |
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L'esistenza |
L'esistenza di deuterio ultradenso è stata suggerita da risultati sperimentali in una pubblicazione dei ricercatori dell'[[Università di Göteborg]] Shahriar Badiei, Patrik U. Andersson e Leif Holmild. Il materiale sarebbe un milione di volte più denso rispetto al deuterio in natura, molto più denso del nucleo del [[Sole]]<ref>S. Badiei, P. U. Andersson and L. Holmlid, "Fusion reactions in high-density hydrogen: A fast route to small-scale fusion?" |
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⚫ | Int. J. Hydr. Energy 34 (2009) 487-495.</ref><ref>S. Badiei, P. U. Andersson and L. Holmlid, "High-energy Coulomb explosions in ultra-dense deuterium: Time-of-flight mass spectrometry with variable energy and flight length". Int. J. Mass Spectrom. 282 (2009) 70-76 doi:10.1016/j.ijms.2009.02.014.</ref>. Una delle due forme ipotizzate per questi cristalli prevede degli elettroni "fissi" attorno ai quali orbiterebbero i nuclei D. Questo materiale sarebbe di gran lunga il più denso mai prodotto dalla scienza umana: un centimetro cubico avrebbe una massa di 130 [[chilogrammo|chilogrammi]]<ref name="UDD-ICF"/> e una sfera del raggio di 250 [[metro|metri]] una [[Gravità di superficie|gravità superficiale]] pari al 92% di quella terrestre.<ref>{{Cita web|http://www.ericjamesstone.com/blog/home/gravity-calculator-for-astronomical-bodies-based-on-radius-and-density/|Gravity Calculator for Astronomical Bodies Based on Radius and Density |sito=Eric James Stone|lingua=en}}</ref> I ricercatori suggeriscono che questa forma ultra densa di deuterio faciliterebbe notevolmente l'operatività dei reattori a [[fusione a confinamento inerziale]] tramite [[Laser|raggi laser]]<ref>{{Cita web|1=http://www.enel.it/azienda/ricerca_sviluppo/technews_rs/maggio09/deuterio.asp|2=Deuterio ultradenso per l'energia nucleare del futuro|data=maggio 2009|editore=[[Enel]]|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{Cita web|http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Deuterio_ultradenso_prodotto_in_laboratorio/1338379|Deuterio ultradenso prodotto in laboratorio|data=13 maggio 2009|editore=[[Le Scienze]]}}</ref><ref name="UDD-ICF">Patrik U. Andersson, Leif Holmlid, Ultra-dense deuterium: A possible nuclear fuel for inertial confinement fusion (ICF), Physics Letters A, In Press, Corrected Proof, Available online 1 July 2009, ISSN 0375-9601, DOI: 10.1016/j.physleta.2009.06.046.</ref>. |
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I ricercatori svedesi hanno riferito la produzione di minuti quantitativi di deuterio ultradenso in due pubblicazioni recenti<ref>S. Badiei, P. U. Andersson and L. Holmlid, "Fusion reactions in high-density hydrogen: A fast route to small-scale fusion?" |
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Versione attuale delle 19:06, 16 lug 2023
Deuterio | |
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Generalità | |
Simbolo | 2H o D |
Protoni | 1 |
Neutroni | 1 |
Peso atomico | 2,01363 |
Abbondanza isotopica | 0,015% |
Proprietà fisiche | |
Spin | +1 |
Emivita | stabile |
Densità ghiaccio | 195 kg/m³ |
Densità gas | 0,452 kg/m³ |
Viscosità | 1,3×10−6 Pa/s |
Energia di legame | 2224,52±0,20 keV |
Energia in eccesso | 13,135720 MeV |
Il deuterio (dal greco δεύτερος déuteros, il secondo) è un isotopo stabile dell'idrogeno il cui nucleo (chiamato deutone o deuterone) è composto da un protone e un neutrone. Fu scoperto nel 1931 da Harold Urey, che per questo vinse il Premio Nobel per la chimica nel 1934.
La sua abbondanza isotopica è pari a 0,015% (0,030% in termini di massa). Nonostante non sia propriamente un elemento chimico a sé stante, si utilizza il simbolo 2H o D per indicarlo. Come l'isotopo dell'idrogeno più comune, il prozio, a temperatura e pressione ambiente il deuterio forma un gas di molecole biatomiche con formula 2H2 o D2. Sulla terra si trova in natura in minima percentuale nella molecola dell'acqua, da cui può essere prodotta artificialmente acqua arricchita in deuterio, l'acqua pesante.
Dati vari
[modifica | modifica wikitesto]- densità del gas D2 in condizioni standard di pressione e temperatura = 0,180 kg/m³.
- peso atomico: 2,01363.
Dati a circa 18 K (punto triplo) per D2 :
- densità:
- ghiaccio: 195 kg/m³
- gas: 0,452 kg/m³
- viscosità: 1,3×10−6 kg/m·s
- calore specifico:
- ghiaccio: 2950 J/kg·K
- gas: 5200 J/kg·K
Utilizzo
[modifica | modifica wikitesto]Viene prodotto e utilizzato per realizzare la fusione nucleare tramite la reazione col trizio:
- D + T → 4He + n + 17,6 MeV
che risulta essere particolarmente adatta grazie all'alta sezione d'urto ed alla notevole energia generata dalla singola reazione.
Deuterio ultradenso
[modifica | modifica wikitesto]L'esistenza di deuterio ultradenso è stata suggerita da risultati sperimentali in una pubblicazione dei ricercatori dell'Università di Göteborg Shahriar Badiei, Patrik U. Andersson e Leif Holmild. Il materiale sarebbe un milione di volte più denso rispetto al deuterio in natura, molto più denso del nucleo del Sole[1][2]. Una delle due forme ipotizzate per questi cristalli prevede degli elettroni "fissi" attorno ai quali orbiterebbero i nuclei D. Questo materiale sarebbe di gran lunga il più denso mai prodotto dalla scienza umana: un centimetro cubico avrebbe una massa di 130 chilogrammi[3] e una sfera del raggio di 250 metri una gravità superficiale pari al 92% di quella terrestre.[4] I ricercatori suggeriscono che questa forma ultra densa di deuterio faciliterebbe notevolmente l'operatività dei reattori a fusione a confinamento inerziale tramite raggi laser[5][6][3].
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ S. Badiei, P. U. Andersson and L. Holmlid, "Fusion reactions in high-density hydrogen: A fast route to small-scale fusion?" Int. J. Hydr. Energy 34 (2009) 487-495.
- ^ S. Badiei, P. U. Andersson and L. Holmlid, "High-energy Coulomb explosions in ultra-dense deuterium: Time-of-flight mass spectrometry with variable energy and flight length". Int. J. Mass Spectrom. 282 (2009) 70-76 doi:10.1016/j.ijms.2009.02.014.
- ^ a b Patrik U. Andersson, Leif Holmlid, Ultra-dense deuterium: A possible nuclear fuel for inertial confinement fusion (ICF), Physics Letters A, In Press, Corrected Proof, Available online 1 July 2009, ISSN 0375-9601, DOI: 10.1016/j.physleta.2009.06.046.
- ^ (EN) Gravity Calculator for Astronomical Bodies Based on Radius and Density, su Eric James Stone.
- ^ Deuterio ultradenso per l'energia nucleare del futuro [collegamento interrotto], su enel.it, Enel, maggio 2009.
- ^ Deuterio ultradenso prodotto in laboratorio, su lescienze.espresso.repubblica.it, Le Scienze, 13 maggio 2009.
Voci correlate
[modifica | modifica wikitesto]- Idrogeno
- Trizio
- Acqua pesante
- Fusione nucleare
- Tabella degli isotopi
- Deuterazione
- Linea Globale delle Acque Meteoriche
Altri progetti
[modifica | modifica wikitesto]- Wikizionario contiene il lemma di dizionario «deuterio»
- Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su deuterio
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) deuterium, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
- (EN) IUPAC Gold Book, "deuterium", su goldbook.iupac.org.
Controllo di autorità | Thesaurus BNCF 21413 · LCCN (EN) sh85037316 · GND (DE) 4149226-2 · BNF (FR) cb12127493n (data) · J9U (EN, HE) 987007550420505171 · NDL (EN, JA) 00575142 |
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