Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям39

Поехали на воды!..

Любопытно, что свое название тяжелая вода вполне оправдывает, она действительно тяжелее обычной воды. А сверхтяжелая вода, соответ-ственно, еще тяжелее. Сверхтяжелая вода замер-зает при температуре +9оС, а кипит при темпера-туре +104оС.

Ученые – существа любопытные. Им было инте-ресно, как отнесутся к тяжелой воде живые суще-ства. Выяснилось, что в небольших дозах – нор-мально. Человек может хлопнуть стакан-другой тяжелой воды, и ему ничего не будет. Другое де-ло, если все время поить животное только тяже-лой водой.

Человек, как и прочие живые существа, пример-но на 70% состоит из воды. Все жизненные био-химические реакции в нашем теле идут в водном растворе. Когда мы пьем воду, она всасывается, проходит через все клеточки, принося туда вме-сте с собой питательные вещества в виде раство-ра. А затем выводит из клеточек продукты рас-пада и отходы. Таким образом человек – боль-шой сложный фильтр, который все время промывается. И что же будет, если начать его или другое живое существо «промывать» тяже-лой водой?

Над людьми такие эксперименты, конечно, не ставились, но вот опыты над животными показа-ли, что постепенное упорное замещение в орга-низме обычной воды на тяжелую даром не прохо-дит. Когда четверть всей воды, из которой состо-ит организм, заменена тяжелой, животное теряет способность к размножению. А когда концентрация тяжелой воды достигает половины, живот-ное погибает. И этот эффект достигается всего за неделю.

Почему такое происходит? Казалось бы, какая раз-ница организму, какая в нем вода? А все дело именно в тяжести. Поскольку в ядре атома тяже-лого водорода вдвое больше нуклонов, молекулы тяжелой воды больше весят и потому чуть хуже

и медленнее участвуют в биохимических реакциях, сбивая тонкие настройки организма, который сна-чала компенсирует эти изменения, а потом просто перестает справляться.

Не менее интересен вопрос, а сколько видов тяже-лой воды существует?

Мы знаем два вида – тяжелая (в которой вместо водорода дейтерий) и сверхтяжелая вода (в кото-рой вместо водорода тритий). Но!

Но в молекуле воды два атома водорода! Сме-каете?

Вода обозначается химиками химической фор-мулой Н О, эта запись и означает, что в молеку-ле воды два атома водорода и один атом кисло-рода. А что если не оба атома водорода, а толь-ко один будет заменен дейтерием? Возможно такое?

Конечно!

Как правило, так и есть. Подобную воду – из во-дорода и дейтерия называют полутяжелой. И ве-роятность такого варианта как раз намного боль-ше, чем вероятность того, что два столь редких изотопа, как дейтерий, встретятся с одной моле-кулой кислорода, чтобы образовать молекулу тя-желой воды. В природе чаще встречается вода по-лутяжелая.

Ученые люди обычный водород обозначают латинской буквой Н (от латинского слова Hydrargyrum), тяжелый водород обозначают значком D (дейтерий), а сверхтяжелый – значком Т (тритий).

А теперь попробуем написать все возможные ком-бинации, которые могут изотопы водорода обра-зовывать с кислородом (О):

Н-О-Н обычная вода

D-O-H полутяжелая вода

D-O-D тяжелая вода

Т-О-Т сверхтяжелая вода

T-O-H не имеет специального названия, давайте назовем ее «сверхполулегкая» вода

D-O-T не имеет специального названия, предла-гаю назвать ее «сверхполутяжелая» вода

Но и это еще не все, ребята! Ведь изотопы имеют-ся не только у водорода, но и у кислорода! Поми-мо обычного кислорода-16, существуют еще ста-бильные изотопы О17 и О18. Вода с такими тяжелы-ми изотопами кислорода называется тяжелокислородной. И если теперь записать все возможное количество комбинаций, которые могут составить между со-бой изотопы кислорода и водорода, получится

18 видов различных «вод». Причем 9 из них ста-бильные, а 9 других слаборадиоактивные.

Скачано с www.znanio.ru