Schweres Wasser

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Schweres Wasser ist chemisch gesehen Wasser, mit der Formel chemischen Summenformel D₂O. Vom 'normalen' Wasser unterscheidet es sich dadurch, dass seine Wasserstoffatome (Symbol H) schwerer Wasserstoff, Deuterium (Symbol D) genannt, sind. 'Normaler' Wasserstoff hat nur ein Proton im Atomkern, das Isotop Deutrium hat ein Proton und ein Neutron. Dementsprechend ist die Dichte schweren Wassers auch höher als die von 'normalem' Wasser.

Halbschweres Wasser, HDO, enthält ein normales und ein schwered Wasserstoffatom. Es ist in der Natur viel häufiger als schweres Wasser. Auf der Erde findet sich etwa 1 Deuteriumatom auf 7000 Wasserstoffatome.

Schweres Wasser wird durch Anreicherung aus herkömmlichem Wasser, in dem es in geringer Menge vorkommt, gewonnen.

Eigenschaften

Schmelzpunkt: 3,81 °C; normales Wasser: 0 °C
Siedepunkt: 101,42 °C; normales Wasser: 100 °C (bei Normaldruck)
Dichte: 1,1079 g/cm² (bei Normalbedingungen)
Maximale Dichte wird bei 11,2 °C angenommen; normales Wasser: 4 °C

Schweres Wasser ist weniger reaktionsfähig als normales Wasser und hat eine niedrigere Lösefähigkeit. Darum wirkt schweres Wasser auf die meisten Organismen leicht giftig. Experimente mit Mäusen zeigten, dass die Zellteilung (Mitose) unterdrückt wird. Dadurch wird Gewebe, dass schnell erneuert werden muss (z. B. Magenwand) bei fortgesetztem Genuss schweren Wassers in Mitleidenschaft gezogen. Diese Effeke wurden sichtbar, als die Mäuse etwa 50% ihres Wassers durch schweres Wasser ersetzt hatten. Aggressive Krebserkrankungen sollten zwar auch gebremst werden; der Nutzen einer Therapie mit schwerem Wasser würde die Nebenwirkungen wahrscheinlich nicht aufwiegen.

Verwendung

Schweres Wasser findet hauptsächlich in einigen Arten von Atomreaktoren (Schwerwasserreaktor, CANDU-Reaktor), wo es als Moderator dient, Verwendung. Schwerer Wasserstoff ist geeignet, die im Kernreaktor entstehenden schnellen Neutronen abzubremsen; die entstehenden thermischen Neutronen sind in der Lage, auch natürliches Uran zu spalten.

In einem solchen Reaktor kann auch Plutonium erbrütet werden. Daher gilt auch die Technik zum Gewinnen schweren Wassers als Weg zur Atombombe, der ohne die Urananreicherung auskommt. Israel, Indien, Pakistan und Nordkorea beschritten oder beschreiten diesen Weg.