Wie bekommt man schweres Wasser?

Wie man schweres Wasser gewinnt

Schweres Wasser, auch Deuteriumoxid genannt, hat eine höhere Molekülmasse als normales Wasser aufgrund des Vorhandenseins von Deuterium anstelle von Wasserstoff. Die Isolierung von schwerem Wasser nutzt diesen Gewichtsunterschied aus.

Fraktionierte Destillation:

• Ausgehend von natürlichem Wasser, das etwa 0,015 % schweres Wasser enthält, wendet man eine fraktionierte Destillation an.
• Wasser wird in einem Destillationsturm erhitzt, wodurch die leichteren Wassermoleküle (mit weniger Deuterium) schneller verdampfen.
• Die Dampfphase wird kondensiert und zurückgeführt, während die schwerere flüssige Phase (mit einem höheren Anteil an schwerem Wasser) am Boden des Turms gesammelt wird.
• Durch wiederholte Destillationsschritte wird der Anteil an schwerem Wasser im Sammelbehälter erhöht.

Elektrolyse:

• Eine weitere Methode ist die Elektrolyse von Wasser.
• Bei der Elektrolyse wird ein elektrischer Strom durch Wasser geleitet, wodurch Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden.
• Wasserstoffatome mit Deuterium (Deuterium) reagieren langsamer mit Sauerstoff als Wasserstoffatome ohne Deuterium.
• Dies führt zu einer Anreicherung von schwerem Wasser im verbleibenden Reservoir.

Beide Methoden sind aufwendig und erfordern eine große Menge an Energie und Zeit. Sie werden jedoch in großem Maßstab eingesetzt, um schweres Wasser für verschiedene Anwendungen zu produzieren, beispielsweise:

• Als Moderator in Kernreaktoren
• Als Tracer in wissenschaftlichen Studien
• Als Lösungsmittel in der NMR-Spektroskopie