unbekannter Gast

Frage:

Was ist schweres Wasser und was ist leichtes Wasser? Stimmt es, daß leichtes Wasser eigentlich nur abgekochtes Wasser ist und zum Kühlen der Brennstäbe in Kernkraftwerken verwendet wird? Ist es für Menschen ungenießbar, gefährlich?
Loreley

Antworten:

Schweres Wasser ist glaub ich Deuterium und hat mehr Neutronen, leichtes Wasser is einfach nur h2o.
aineya

nein nein, abkochen ist _nicht_ das Kriterium! Ein der Atomkern von Wasserstoff besteht aus allein einem Proton. Bei Deuterium kommt noch ein Neutron dazu. "Schweres Wasser" (D2O) besteht aus einem Deuteriummolekül, welches wiederum aus 2 Deuteriumatomen besteht (daher D2...) und Sauerstoff. Dann gibt es "Halbschweres Wasser", wo Wasserstoff, Deuterium und Sauerstoff in einer Verbindung sind (HDO). Über gesundheitliche Risiken von Deuterium weiss ich (leider/gottseidank, je nach dem...) nichts.

PS: es gibt noch ein wieteres Isotop von Wasserstof: Tritium. Mit diesem kann man "Überschweres Wasser" herstellen.
trazenje

Die bisherigen Antworten könnten zur Ansicht verleiten, dass Deuterium ein eigenes Element ist. Daher eine Klarstellung.

Ein Molekül "Schweres Wasser" besteht - ebenso wie normales Wasser - aus 2 Atomen Wasserstoff und einem Atom Sauerstoff. Der Unterschied ist lediglich, dass der Atomkern nicht nur aus einem Proton sondern zusätzlich aus einem Neutron besteht und daher "schwerer" ist. Zur Unterscheidung vom normalen Wasserstoffatom (H oder 1H mit hochgestellter 1) nennt man dieses Wasserstoff-Isotop Deuterium (2H oder D). Das Wasserstoff-Isotop Tritium besteht dementsprechend aus einem Proton und 2 Neutronen (also aus 3 Hadronen, daher tri-). Schweres Wasser ist nur bei reichlicher oder andauernder Konsumation giftig.
Raimund Hofbauer

Nachtrag zur Frage nach der Kühlung: Schweres Wasser wird in Kernreaktoren übrigens nicht nur als Kühlmittel verwendet, sondern auch als "Moderator". Der Sinn des Moderators ist der, dass die schnellen ("prompten") Neutronen, die bei einer Kernspaltung entstehen, verlangsamt werden müssen, um die Wahrscheinlichkeit einer neuen Spaltung zu erhöhen (schnelle Neutronen lösen weniger neue Spaltungen aus als langsame "moderierte"). Die Verlangsamung entsteht durch vielfachen elastischen Stoß der Neutronen mit den Atomkernen des Moderators. Man kann auch normales Wasser verwenden ("Leichtwasserreaktor"), aber dieses absorbiert wesentlich mehr Neutronen als schweres Wasser (dem kann man mit angereichertem Uran begegnen). - Auch Graphit wird als Moderator verwendet, unterbricht aber im Falle eines einer Überhitzung nicht den Kernspaltungsprozess, weil es im Gegensatrz zu Wasser nicht verdampft. PS: Die fehlende Unterbrechung des Kernspaltungsprozesses führte seinerzeit in Tschernobyl zur Kernschmelze.
trazenje

Die Massenzahl, also die Anzahl der Protonen und Neutronen im Kern, kann auch nachgestellt geschrieben werden, also Deuterium H-2 und Tritium H-3. Alles andere hat Herr Hofbauer schon gesagt. Nur noch etwas: der Gehalt an Deuterium und Tritium in natürlichem Wasser schwankt je nach Herkunft und kann als Beweis für letztere genützt werden. Dies führte neben anderen Indizien auch zur Überführung des Briefbombers Fuchs, der für seine "Basteleien" Gips verwendet und ihn mit Wasser aus dem eigenen Brunnen angerührt hatte.
lavoisier