Deuterium

Deuterium

Alles, was Sie über Deuterium wissen müssen: Informationen zu Kauf, Eigenschaften und Anwendungen.

Welche Eigenschaften hat Deuterium verflüssigt?

Deuterium (2H) ist ein natürliches Isotop des Wasserstoffs. Der Atomkern eines Deuterium besteht aus einem Proton und einen Neutron. Der Anteil von Deuterium am gesamten auf der Erde vorkommenden Wasserstoff beträgt 0,015 Prozent. Aufgrund seiner Masse wird Deuterium auch als schwerer Wasserstoff bezeichnet. Da sich die unterschiedlichen Isotope des Wasserstoffs in ihrer Masse stark unterscheiden, tragen sie zum Teil eigenständige chemische Symbole. So wird für Deuterium neben dem Symbol 2H auch das Symbol d2o verwendet.

Bevor Sie 2H oder D2 kaufen: Unsere Safety-Hinweise

Hohe Konzentrationen von Deuterium können zu Erstickungserscheinungen führen, die die betroffene Person zuerst nicht bemerkt.

Wie entsteht Deuterium?

Deuterium lässt sich, verglichen mit Isotopen schwerer Elemente wie etwa Uran, relativ einfach gewinnen. Das geschieht in der Regel  im Rahmen des Girdler-Suldid-Prozesses. Dabei wird normales Wasser, das in diesem Kontext auch leichtes Wasser genannt wird,  in einer wässrigen Schwefel-Wasserstofflösung zu schwerem Wasser angereichert. In einer weiteren Prozessstufe wird aus dem schweren Wasser Deuterium destilliert. Wird in Anlagen Deuterium oder schweres Wasser hergestellt und ist dabei das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff größer als 1 zu 5000, muss eine Meldung an die Internationale Atomenergieorganisation der Vereinten Nationen in Wien erfolgen. Deuterium wird in Gasflaschen geliefert.

Wozu wird Deuterium verwendet?

Deuterium wird in Kernreaktoren und in der Kernforschung verwendet. Es kommt aber auch in Lösungsmitteln zum Einsatz, in der Spektroskopie und als Tracer in der Umweltphysik, Biologie und Chemie. Gasförmiges Deuterium wird überdies in Speziallampen in Photometern genutzt.

Der Einsatz von Deuterium in der Spektroskopie

In der NMR-Spektroskopie dient Deuterium als Ersatz für Protium und als Isotopen-Label. Die NMR-Analyse wird unter anderem zum zerstörungsfreien Nachweis von Inhaltsstoffen einer Probe, zur Bestimmung von Molekülstrukturen sowie zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Molekülen eingesetzt. Die NMR-Spektroskopie ist Grundlage für viele Anwendungen in der Medizin, etwa der Magnetresonanztomographie.

Der Einsatz von Deuterium in der Umweltphysik

In der Umweltphysik ist Deuterium ein wichtiger Tracer, eine Substanz, die nach Einbringung in den lebenden Körper am Stoffwechsel teilnimmt und so viele Untersuchungen erleichtert. So ist es mit Hilfe des Deuteriums möglich, unter anderem Aufschlüsse über den Wasserstoff- und Kohlenstoffkreislauf zu gewinnen. Werden Wasserproben von heute mit aus der Erde gewonnen fossilen Wasserproben in Bezug auf ihren Deuteriumgehalt verglichen, können daraus Rückschlüsse auf klimatische Verhältnisse in der Vergangenheit gezogen werden.

Der Einsatz von Deuterium in der Kernforschung

In der Kernforschung spielt Deuterium vor allem bei der Erforschung der Kernfusion eine wichtige Rolle. Alle bisher entwickelten realistischen Modelle zu einem Kernfusionsreaktor basieren auf einer Deuterium-Tritium-Reaktion, bei der ein Deuterium-Tritium-Gasgemisch die Kernfusion in Gang bringt.

Fach-Service:

Elementsymbol: 2H oder D2
Ordnungszahl: 1
CAS-Nummer: 7782-39-0
Andere Namen: Schwerer Wasserstoff, Diplogen

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