중수소

heavywatermolecule중수소(2H2, D2)는 수소 원자의 자연발생적이고 안정적인 동위원소입니다. 중수소에는 프로튬(경수소)에서 일반적으로 발견되는 1개의 양성자와 더불어 그 핵에 중성자가 들어 있습니다. 중수소 원자는 경수소보다 2배 무겁습니다. Isowater는 최고 99.995+%에 이르기까지 다양한 순도의 중수소(CAS 7782-39-0)를 안정적이자 경제적으로 생산하는 특허 공정을 개발했습니다. 현재 Isowater는 맞춤형 중수소 관리 솔루션(폐가스 수집 및 재활용 등), 고객 지원, 중수소 시스템용 산화중수소 공급 등을 제공하고 있습니다

중수소의 용도에 관해 더 자세히 알아보려면 여기를 클릭하여 응용처를 참고하십시오.

중수소의 기원

지구상에서 발견되는 듀테륨(중수소)의 대부분은 빅뱅이 발생한 지 약 10분 후 현재 우주에서 발견되는 다른 초경량 동위원소들과 함께 생성된 것으로 추정됩니다. 그 뒤, 25억년 전쯤 지구상의 듀테륨 원자의 대부분이 물 분자와 결합되었습니다. 자연발생 수소 중 극소량인 중수소 동위원소(모든 수소 동위원소의 0.015%)가 이제 HDO 분자 형태로 흔히 발견되었습니다. 그 이후 중수소는 이 형태로 가장 일반적으로 발견되었으며, 1931년에 이르러 드디어 과학자들에 의해 ‘중수’로 발견되었습니다

1931년 미국의 화학자 해럴드 C. 유리가 동료인 퍼디낸드 G. 브릭웨드 및 조지 M. 머피와 함께 중수소를 발견했습니다. 이 발견으로 그는 1934년 노벨상을 수상했습니다. 중수소가 처음 발견된 이후 이 물질의 수많은 이형 및 형식이 생성되고 발견되었으며, 산화중수소는 이중 하나입니다

Isowater의 설립자이자 CEO인 앤드루 T.B. 스튜어트의 조부, 알렉산더 T. 스튜어트는 캘리포니아주 샌카를로스에 물 전해 시설을 세웠고, 이것은 1930년대에 미국 정부의 중수소 농축 시설이 되었습니다.

순수한 중수 D2O는 ‘2H’ 또는 ‘D’로 나타내는 중수소, 즉 수소의 무겁고 안정적인 동위원소의 산화물입니다. D2O는 물리적 및 화학적으로는 H2O, 즉 일반 물인 ‘경수(가벼운 물)’와 거의 동일하지만  밀도가 10% 더 높습니다. 이 화합물에 ‘중수’라는 별명이 붙은 것도 바로 이 고밀도 때문입니다

중수소의 용도

중수소는 그 물리적 성질에서 발견되는 장점들 때문에 여러 가지 방식으로 응용됩니다. 또한, 이 동위원소가 기체로 전환되면 그 응용성이 더욱더 커져 광범위한 다른 가능성이 생깁니다. 중수소의 전형적인 응용처는 트랜지스터의 게이트 산화물의 안정성 최적화, 비휘발성 기억 장치의 박막 터널 산화물의 안정성 향상, 그리고 수소와 관련된 화학적 및 생화학적 반응 연구에서의 동위원소 추적자로서의 기능 등입니다. 기타 응용처로는 중수소 아크등, 핵 프로젝트에서의 응용 등이 있습니다.

그러나 중수소의 응용처는 여기서 그치지 않고, 위에 열거되지 않은 다른 응용처가 많습니다. 중수소는 새로운 도약이 끊임없이 이루어지고 있는 여러 산업의 신기술의 최전선에 자리잡고 있습니다. 가능한 응용의 범위는 한마디로 무궁무진합니다.

중수소란?

중수소(D 또는 2H)와 경수소(표준 수소 또는 1H)는 동위원소적 차이 때문에 그 각각의 성질도 다릅니다. 이 두 가지 동위원소의 물리적 성질의 차이는 중수소의 몇몇 주요 응용처의 바탕이 됩니다. 예를 들어, 질량분광학상의 큰 질량 차이 때문에 중수소는 수소와 구별될 수 있습니다. 그러나 중수소는 경수소에 비해 질량 차이가 크기 때문에 이 동위원소가 포함된 분자의 결합길이에 영향이 미칩니다. 결합길이에 영향이 미치면 분자의 다른 성질에도 영향이 미칩니다. 중수소의 정확한 수치적 사양은 아래와 같습니다

중수소의 성질

비체적@섭씨 21.1도/1atm
5987l/kg

 

삼중점 온도
섭씨 1254.4도

 

삼중점 압력
128.5mmHg

 

절대밀도 – 기체@STP
0.180kg/m3

 

표면적(m2/g)
섭씨 -234.9도

 

임계온도 – 일반 중수소
16.43atm

 

점도 – 일반 중수소@STP
0.0101cP

 

열전도율 – 일반 중수소@STP
308.0 0x10-6 cal/(s.cm. 도(섭씨))

 

공기중 가연성 한계
부피에 따라 5-75%

 

위험 상태

가연성 기체

원자량
2.01363

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