מים כבדים – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אין תקציר עריכה
מ תקלדה
שורה 4:
המים הכבדים דומים בתכונותיהם הכימיות ל[[מים]] רגילים, אך אטומי ה[[מימן]] הרגילים הוחלפו ב[[איזוטופ]] מימן כבד יותר – הדאוטריום, ועל כן [[מסה|מסת]] המים הכבדים גדולה בכ־10% מזו של המים הרגילים.
 
מים כבדים משמשים הן כחומר מקרר והן כחומר מאט ב[[כור גרעיני|כורים גרעינײםגרעיניים]] ומכאן חשיבותם ופרסומם. טרם [[העידן הגרעיני]] לא היה כל שימוש בהם, ודבר קיומם לא היה ידוע.
 
==תכונות==
על אף הדמיון בתכונות הכימיות וה[[פיזיקה|פיזיקליות]] בין מים רגילים וכבדים, ניתן לזהות שני הבדלים מהותײםמהותיים:
*למים כבדים (בניגוד לרגילים) ישנו [[חתך בליעת נייטרונים]] נמוך להפליא. בכורים גרעינײםגרעיניים רבים קײמתקיימת חשיבות רבה לתכונה זו. אי־הבלעותם של ה[[נייטרון|ניטרונים]] במים הכבדים מאפשרת להם להתנגש בגרעיני אטומים [[רדיואקטיביות|רדיואקטיבײםרדיואקטיביים]] הנמצאים בכור (גרעיני [[אורניום]], לדוגמה). בהתנגשות זו קײםקיים סיכוי לביקוע גרעין האטום, כלומר [[ביקוע גרעיני]].
*[[שכיחות]]. מים כבדים נדירים ב[[טבע]] ונמצאים בשכיחות של 1 ל־20 מיליון מולקולות מים.
 
שורה 36:
|}
 
==הפקה וײצורוייצור==
מים כבדים אין מײצריםמייצרים אלא מפיקים אותם מן הטבע. ההפקה מסובכת כי שכיחות המים הכבדים נמוכה מאוד ביחס ל[[מים קלים|מים הקלים]]. על־מנת להפיק [[מי שתייה]] ממאגר [[מים מתוקים]], כל שיש לעשות הוא לשאוב אותם ולבצע בהם תהליך פשוט וזול של טיהור וסינון. כשמדובר במים כבדים אין הדבר כך: בשל נדירותם יש לשאוב כמויות מים אדירות ולבצע הפרדה ([[זיקוק]]) בין המים הכבדים לקלים. לאחר ההפרדה מאוחסנים המים הכבדים במכלים ומשװקיםומשווקים ללקוחות (כורים גרעינײםגרעיניים) ואילו המים הקלים (מי השתיההשתייה) מוחזרים למאגר ממנו נשאבו. ישנם מספר תהליכי הפרדה שונים, המתבססים על עקרונות כימײםכימיים שונים. הפרדת המים הקלים מן הכבדים היא תהליך זיקוק דומה לתהליכי זיקוק תעשײתײםתעשייתיים אחרים (כגון: זיקוק [[דלק]]ים, יצור [[אמוניה]], זיקוק [[כוהל|אלכוהול]]).
 
בחלק מהתהליכים נעשה שימוש בהבדל הקטן ב[[נקודת רתיחה|טמפרטורות הרתיחה]] של מים כבדים וקלים. הפקת מים כבדים בשיטות [[אלקטרוליזה]] או זיקוק למקוטעין (כמו בדלק) צורכת [[אנרגיה]] רבה ועל כן יקרה מאוד. בשל כך יש עדיפות להפקה בשיטות כימיות אחרות.
שורה 43:
על אף ההבדלים בשיטות הזיקוק (הפקה) השונות, דבר אחד משותף לכולן: מחירן הרב. הפקת מים כבדים יקרה ביותר וזאת בשל כמות המים הגדולה המעורבת בתהליך, ולעתים כמויות האנרגיה הגדולות שמושקעות בו.
 
==מים כבדים – עבר והװהוהווה==
[[קובץ:Deuterium oxide Norsk.jpg|ממוזער|250px|שמאל|אמפולה המכילה מים כבדים מתוצרת 'נורסק הידרו']]
מים כבדים בודדו לראשונה על־ידי [[גילברט ניוטון לואיס]] בשנת [[1933]]. הם הופקו לראשונה באופן מסחרי ב-[[1934 במדע|1934]] במפעל ה[[נורבגיה|נורבגי]] 'נורסק הידרו' (Norsk Hydro). הקמת המפעל החלה בשנת [[1906]] והסתײמהוהסתיימה כעבור חמש שנים. המפעל שימש בתחילה כ[[תחנת כוח]] ומפעל [[דשן|דשנים]] ורק בשנת 1934 החל בהפקת מים כבדים, בהספק יצור של 12 טון בשנה. המפעל הותקף מספר פעמים על־ידי [[בעלות הברית]] ב[[מלחמת העולם השנייה]], על־מנת למנוע מן המים הכבדים להגיע ל[[גרמניה הנאצית]] במסגרת [[פרויקט הגרעין של גרמניה הנאצית|פרויקט הגרעין]] שלה. לאחר מספר תקיפות אויריות וחבלות קרקעיות פסק ב־1943 יצור המים הכבדים במפעל.
 
כיום מופקים מים כבדים בארבע מדינות בעולם: [[ארגנטינה]], [[הודו]], [[נורבגיה]] ו[[קנדה]], כאשר האחרונה היא יצרנית המים הכבדים הגדולה בעולם, לפי טכנולוגיה שפיתחה [[החברה לאנרגיה אטומית של קנדה]] (AECL){{הערה|[http://www.aecl.ca/Science/RD/Hydrogen.htm אתר AECL, דף מים כבדים]}}. ב[[שנות ה-50 של המאה ה-20|שנות ה־50]] ו[[שנות ה-60 של המאה ה-20|ה־60]] הפיקה גם [[צרפת]] מים כבדים, אך כיום אינה עושה כן. [[רומניה]] מפיקה כמות קטנה של מים כבדים על אדמתה ולעתים [[ייצוא|מײצאתמייצאת]] את חלקה.
 
ניתן להניח, כי כל מעצמות הגרעין המוכרות מסוגלות להפיק מים כבדים בעצמן, אך אינן עושות זאת מסיבותיהן (כלכליות בדרך־כלל). מפעל הפקת המים הכבדים הגדול בעולם היה עד לשנת [[1997]], מפעל ברוס (Bruce Plant) הקנדי שב[[אונטריו]]. נכון ל־[[1979]], היה מסוגל להפיק מעל 700 טונות מים כבדים בשנה. לצורך הפקת ליטר אחד של מים כבדים השתמש המפעל בכ־340,000 ליטרים מים. בקנדה יש מספר רב של כורים גרעינײםגרעיניים, ובכולם המים הכבדים מהוים רכיב קריטי. עם זאת, מאחר שלא נזקקה להפקת מים כבדים בכמות כזו, הוחלט ב־1997 לסגור את המפעל, אך גם כיום ממשיכה קנדה להיות יצואנית המים הכבדים המובילה בעולם.
 
==לקריאה נוספת==
שורה 57:
*[[קנדו (כור גרעיני)]]
 
==קישורים חיצונײםחיצוניים==
* {{דשי|394978|מהם מים כבדים?}}
 
==הערות שולײםשוליים==
{{הערות שוליים}}