Leo tutazungumza juu ya isotopu ambayo hutumiwa kutengeneza nishati ya nyuklia. Ni kuhusu deuterium. Ni moja ya aina ya isotopu ya hidrojeni na inawakilishwa na ishara D au 2H. Imepewa jina la kawaida la haidrojeni nzito kwa sababu misa yake ni mara mbili ya ile ya protoni. Isotopu sio kitu zaidi ya spishi inayotokana na kipengee kimoja cha kemikali lakini ina idadi tofauti ya molekuli. Deuterium hutumiwa kwa madhumuni anuwai.
Kwa sababu hii, tutatoa nakala hii kukuambia sifa zote, muundo, mali na matumizi ya deuterium.
vipengele muhimu
Tofauti kati ya deuterium na hidrojeni ni kwa sababu ya tofauti katika idadi ya neutroni iliyo nayo. Kwa sababu hii, deuterium inachukuliwa kuwa isotopu thabiti na inaweza kupatikana katika misombo iliyoundwa na haidrojeni ya asili asili kabisa. Lazima ikumbukwe kwamba, ingawa zina asili ya asili, zinatokea kwa idadi ndogo. Kutokana na mali hiyo ni sawa na hidrojeni ya kawaida, inaweza kuibadilisha kwa ukamilifu katika athari ambazo inashiriki. Kwa njia hii, inaweza kubadilishwa kuwa vitu sawa.
Kwa sababu hii na nyingine, deuterium ina idadi kubwa ya matumizi katika maeneo tofauti ya sayansi. Imekuwa zaidi ya miaka moja ya vitu muhimu zaidi kwa utafiti na maendeleo katika teknolojia na habari.
Muundo kuu wa isotopu hii imeundwa na kiini ambacho kina protoni na nyutroni. Ina uzito wa atomiki wa takriban gramu 2,014. Isotopu hii iligundulika shukrani kwa Harold C. Urey, duka la dawa kutoka Merika, na washirika wake Ferdinand Brickwedde na George Murphy, mnamo 1931. Maandalizi ya kukutana na deuterium katika hali yake safi yalifanywa kwa mafanikio kwa mara ya kwanza mnamo 1933. Tayari iko katika miaka ya 50 wakati awamu thabiti iliyoonyesha utulivu mkubwa, inayojulikana kama lithiamu deuteride, ilianza kutumiwa. Dutu hii inaweza kuchukua nafasi ya deuterium na tritium kwa idadi kubwa ya athari za kemikali.
Maendeleo katika sayansi hufanyika wakati dutu inapatikana ambayo inaweza kuwezesha athari za kemikali kwa uzalishaji wa bidhaa. Kwa maana hii, ikiwa ulijifunza wingi wa isotopu hii ili uweze kutazama vitu kadhaa. Imejulikana kuwa idadi ya deuterium ndani ya maji hutofautiana kidogo kulingana na eneo ambalo sampuli imechukuliwa. Kuna masomo kadhaa ya uchunguzi ambayo wameamua kuwapo kwa isotopu hii kwenye sayari zingine kwenye galaxi yetu. Hii inaweza kuwa ya umuhimu mkubwa kusoma muundo wa miili mingine ya mbinguni.
Muundo na asili ya deuterium
Tutajua ukweli juu ya deuterium. Kama tulivyosema hapo awali, tofauti kuu kati ya isotopu za hidrojeni iko katika muundo wao. Na ni kwamba hidrojeni, deuterium na tritium zina kiwango tofauti cha protoni na nyutroni, kwa hivyo wana mali tofauti za kemikali. Lazima pia nikumbuke kwamba deuterium ambayo ipo ndani ya miili mingine ya nyota imeondolewa kwa kasi kubwa kuliko ilivyo asili. Hii ni moja ya sababu kwa nini ni ngumu sana kusoma uwepo wa deuterium katika miili ya nyota.
Matukio mengine ya maumbile yanazingatiwa kuunda kiwango kidogo cha deuterium, kwa hivyo uzalishaji wake unaendelea kutoa hamu kubwa leo. Kutoka kwa asilimia ambayo tumetaja hapo awali juu ya uwepo wa deuterium katika maumbile, haifikii 0.02%. Mfululizo wa uchunguzi wa kisayansi umebaini kuwa idadi kubwa ya atomi ambazo zimeundwa kutoka kwa deuterium kawaida zilitokana na mlipuko ambao ulileta asili ya ulimwengu inayojulikana kama Big Bang. Hizi ni moja ya sababu kuu kwa nini deuterium inadhaniwa kuwapo katika sayari kubwa kama Jupita.
Njia ya kawaida ya kupata isotopu hii kawaida ni wakati wamejumuishwa na haidrojeni. Wakati hii itatokea, itajumuishwa katika fomu ya protium. Wanasayansi wanapenda kujua uhusiano ambao umeanzishwa kati ya idadi ya deuterium na hidrojeni katika nyanja tofauti za sayansi. Inasomwa sana katika matawi ya sayansi kama vile unajimu au hali ya hewa. Katika matawi haya ina huduma zingine za kujua na kuelewa ulimwengu na anga zetu.
Mali ya Deuterium
Tutajua ni mali gani kuu ambazo isotopu hii ya hidrojeni inayo. Jambo la kwanza kufanya ni kujua isotopu isiyo na sifa za mionzi ni nini. Hii inamaanisha kuwa ni thabiti katika maumbile. Inaweza kutumika kuchukua nafasi ya hidrojeni katika athari anuwai za kemikali. Kwa kuwa na utulivu mkubwa kawaida, inaonyesha tabia tofauti na hidrojeni ya kawaida. Hii hufanyika katika athari zote ambazo zina asili ya biochemical. Inahitajika kujua kabla ya kubadilisha, ingawa inaweza kufikiwa kwa kubadilisha hidrojeni kwa deuterium katika athari za kemikali, ni muhimu kujua kwamba watakuwa na tabia tofauti.
Wakati atomi mbili za haidrojeni kwenye maji zinabadilishwa, kiwanja kinachojulikana kama maji mazito kinaweza kupatikana. Hydrojeni ambayo iko katika bahari na iko katika mfumo wa deuterium ina idadi tu ya 0,016% kuhusiana na protium. Katika ulimwengu, isotopu hii ina tabia ya kushikamana haraka ili kutoa heliamu. Ikiwa tunachanganya deuterium na oksijeni ya atomiki tunaona kuwa inakuwa spishi yenye sumu. Pamoja na hayo, na mali ya kemikali au inayofanana sana na ya hidrojeni.
Sifa nyingine ya isotopu hii ni kwamba wakati atomi za deuterium zinakabiliwa na mchakato wa fusion ya nyuklia kwa joto la juu, idadi kubwa ya nishati inaweza kutolewa. Ni uhamisho, umesoma kuweza kutekeleza fusion ya nyuklia ya sayari yetu. Mali zingine za mwili kama vile kiwango cha kuchemsha, joto la uvukizi, hatua tatu na wiani wana ukubwa mkubwa kuliko wa hidrojeni.
Natumai kuwa na habari hii unaweza kujifunza zaidi juu ya deuterium na sifa zake.