Deuterio: differenze tra le versioni

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Il '''deuterio''' (simbolo '''<sup>2</sup>H''' o '''D''') è un [[isotopo]] stabile dell'[[idrogeno]] il cui nucleo (chiamato [[deutone]] o [[deutone|deuterone]]) è composto da un [[protone]] e un [[neutrone]].
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.


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 spesso il simbolo '''D''' per indicarlo. Chimicamente quasi identico all'idrogeno, a temperatura e pressione ambiente forma un gas di [[molecola|molecole]] biatomiche: <sup>2</sup>H<sub>2</sub> o D<sub>2</sub>.
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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== Dati vari ==
Il deuterio fu scoperto nel [[1931]] da [[Harold Clayton Urey]], chimico alla ''[[Columbia University]]''. Per questa sua scoperta Urey vinse il [[Premio Nobel]] nel [[1934]].
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*[[densità]] del gas D<sub>2</sub> in [[Condizioni standard|condizioni standard di pressione e temperatura]] = 0,180&nbsp;kg/m³.
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*[[peso atomico]]: 2,01363.


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Dati a circa {{M|18|ul=K}} ([[punto triplo]]) per D<sub>2</sub> :
[[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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* densità:
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** ghiaccio: 195 kg/m³
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** gas: 0,452 kg/m³
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* [[viscosità]]: {{M|1,3|e=−6}} kg/m·s
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* [[calore specifico]]:
** ghiaccio: 2950 J/kg·K
** gas: 5200 J/kg·K


== Utilizzo ==
Il deuterio viene utilizzato insieme al [[trizio]] per realizzare la [[fusione nucleare]] sfruttando la [[reazione nucleare|reazione]]:
Viene prodotto e utilizzato per realizzare la [[fusione nucleare]] tramite la [[reazione nucleare|reazione]] col [[trizio]]:
:<math>D + T \rightarrow {}^4He + n + 17{,}6 \mathrm{ \ MeV }</math>
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che risulta essere particolarmente adatta grazie all'alta [[sezione d'urto]] ed alla notevole [[energia]] generata dalla singola reazione.


: D + T → <sup>4</sup>He + ''n'' + {{M|17,6|ul=MeV}}
È utilizzato sotto forma di acqua pesante nei reattori nucleari tipo [[CANDU]] come moderatore (per rallentare i [[neutroni]]) e refrigerante del nocciolo.


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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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== Dati vari ==
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*[[densità]] del gas D<sub>2</sub> in [[condizioni standard di pressione e temperatura]] = 0,180 kg·m<sup>−3</sup>.
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*[[peso atomico]]: 2,01363.


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== Deuterio ultradenso ==
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Dati a circa 18 [[Kelvin|K]] ([[punto triplo]]) per D<sub>2</sub> :
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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*densità:
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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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== Deuterio ultra-denso ==
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L'esistenza del '''deuterio ultra-denso''' verrebbe suggerita da risultati sperimentali in una pubblicazione di ricercatori dell'[[Università di Göteborg]] in [[Svezia]]. Se l'esistenza di questi cristalli di deuterio venisse confermata, il materiale sarebbe un milione di volte più denso rispetto al deuterio in natura, molto più denso rispetto a quella calcolata per il nucleo del [[Sole]]. I ricercatori suggeriscono che questa forma ultra densa di deuterio faciliterebbe notevolmente l'operatività dei reattori a [[fusione nucleare]] a [[Fusione nucleare a confinamento inerziale|confinamento inerziale]] tramite [[Laser|raggi laser]]<ref> [http://www.enel.it ENEL]:[http://www.enel.it/azienda/ricerca_sviluppo/technews_rs/maggio09/deuterio.asp Deuterio ultra-denso per l’energia nucleare del futuro] (maggio 2009) </ref><ref> [http://lescienze.espresso.repubblica.it LE SCIENZE]:[http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Deuterio_ultradenso_prodotto_in_laboratorio/1338379 Deuterio ultradenso prodotto in laboratorio] (13 maggio 2009) </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>.

I ricercatori svedesi hanno riferito la produzione di minuti quantitativi di deuterio ultra-denso 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?"
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>. Se davvero si riuscisse a produrlo, il deuterio ultra-denso sarebbe di gran lunga il materiale più denso mai prodotto dalla scienza umana - un [[centimetro cubo]] avrebbe una massa di 140 [[chilogrammo|chilogrammi]]<ref name="UDD-ICF"/> e una sfera del raggio di 250 [[metro|metri]] possiederebbe una [[gravità superficiale]] pari a quella terrestre.<ref>[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 | Eric James Stone<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>


== Note ==
== Note ==
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* [[Tabella degli isotopi]]
* [[Tabella degli isotopi]]
* [[Deuterazione]]
* [[Deuterazione]]
* [[Linea Globale delle Acque Meteoriche]]

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== Collegamenti esterni ==
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{{portale|chimica|energia nucleare|fisica}}
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[[Categoria:Isotopi]]
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[[Categoria:Combustibili per la fusione nucleare]]
[[Categoria:Combustibili per la fusione nucleare]]

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Deuterio
Generalità
Simbolo2H o D
Protoni1
Neutroni1
Peso atomico2,01363
Abbondanza isotopica0,015%
Proprietà fisiche
Spin+1
Emivitastabile
Densità ghiaccio195 kg/m³
Densità gas0,452 kg/m³
Viscosità1,3×10−6 Pa/s
Energia di legame2224,52±0,20 keV
Energia in eccesso13,135720 MeV
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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

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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

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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

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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

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  1. ^ 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.
  2. ^ 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.
  3. ^ 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.
  4. ^ (EN) Gravity Calculator for Astronomical Bodies Based on Radius and Density, su Eric James Stone.
  5. ^ Deuterio ultradenso per l'energia nucleare del futuro [collegamento interrotto], su enel.it, Enel, maggio 2009.
  6. ^ Deuterio ultradenso prodotto in laboratorio, su lescienze.espresso.repubblica.it, Le Scienze, 13 maggio 2009.

Voci correlate

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Altri progetti

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Collegamenti esterni

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