Schweres Wasser
Schweres Wasser (Deuteriumoxid) ist chemisch gesehen Wasser, mit der chemischen Summenformel D2O. Vom 'normalen' Wasser (Summenformel H2O) unterscheidet es sich dadurch, dass die normalen Wasserstoffatome (Protium, Symbol H) durch schwere Wasserstoffatome (Deuterium, Symbol D) ersetzt 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 etwas höher als die von 'normalem' Wasser.Halbschweres Wasser (Summenformel HDO) enthält ein normales und ein schweres Wasserstoffatom. Es kommt in der Natur viel häufiger vor 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. (→ Deuterium)
Eigenschaften
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 das schnell erneuert werden muss (z. B. Magenwand) bei fortgesetzter Einnahme von schwerem Wasser 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 aber die Nebenwirkungen wahrscheinlich nicht aufwiegen.
Schweres Wasser findet hauptsächlich als Moderator in einigen Arten von Atomreaktoren (Schwerwasserreaktor, CANDU-Reaktor) 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.
Mit Graphit als Moderator kann allerdings ganz auf Anreicherung (also auch auf Deuterium-Anreicherung) verzichtet werden.
Verwendung