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Deuterium

(auch: Schwerer Wasserstoff, Schweres Wasser). Isotop des Wassers (ehem. Symbole 2H oder D für Schw. Wasserst. , D20 für Schw. Wasser). Der positiv geladene Kern (Atom) des D. besteht aus einem Proton und einem Neutron und wird Deuteron genannt. 1 m3 Meerwasser enthält etwa 33 g D. , D20 wird großtechnisch aus gewöhnlichem Wasser gewonnen. KernphysikPlasmaphysik, MagnetohydrodynamikChemie, Physikalische ChemieUmwelt- und Geophysik, schwerer Wasserstoff, D, Wasserstoff-Isotop Deuterium mit der doppelten Masse des Wasserstoffs (griech. to deuteron = das Zweite), Ordnungszahl 1. Der Kern des Deuteriums (Deuteron) besteht aus einem Proton und einem Neutron und ist das einzige Nukleonensystem, das quantenmechanisch exakt zu berechnen ist. Das Deuteriummolekül D2 unterscheidet sich in seinen chemischen und physikalischen Eigenschaften vom H2 und ist reaktionsträger als dieses. D2 wird zur Synthese deuterierter Verbindungen verwendet. Die wichtigste Deuteriumverbindung ist das schwere Wasser D2O.

 

Deuterium 1: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

relative Atommasse (12C = 12,0000)

2,01410222

Oxidationszahl

 - I, 0, I

 

Deuterium 2: Thermische, elektromagnetische und kernphysikalische Eigenschaften.

Siedetemperatur [K]

23,67

Schmelztemperatur [K]

18,73

Siedeenthalpie [kJ mol - 1]

  1,23

Schmelzenthalpie [kJ mol - 1]

  1,23

Kernspin

  1

magnetisches Moment [mK]

  0,85744

 

In der Umweltphysik ist Deuterium ein wichtiger Umwelttracer (Isotopenhydrologie), der Aufschlüsse über den Wasserstoff- und Kohlenstoffkreislauf liefert. Durch Vergleich des Deuteriumgehalts rezenter und fossiler Wasserproben (Paläowässer) kann auf die paläoklimatischen Verhältnisse geschlossen werden (Paläoklimatologie). Das Verhältnis von Deuterium- zu normalen Wasserstoffatomen in standardisiertem Meerwasser (Standard Mean Ocean Water, SMOW) beträgt
RD, SMOW = 155,76 × 10 - 6.

Damit stehen praktisch unbegrenzte Mengen Deuterium in Form von schwerem Wasser zur Verfügung, was es zu einem bevorzugten Brennstoff für Fusionskraftwerke macht (Kernfusion). Die Kosten der Gewinnung sind vernachlässigbar: Ein Fusionskraftwerk mit 1 GW Leistung hätte einen Verbrauch von etwa 250 g Deuterium pro Tag, was nach heutigen (1998) Preisen etwa 1000 DM kosten würde.

 

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