氘气

heavywatermolecule

氘是自然形成的、稳定态的氢同位素。氘原子核中有一个质子、一个中子。氕(轻氢)原子核中只有一个质子。 氘原子的质量是氕的二倍。 Isowater开发了具有自主知识产权的氘气(化学文摘社CAS化学物质索引号:7782-39-0)加工工艺,能够以较低成本稳定可靠地加工不同纯度的氘气,最高纯度达到99.999+%。目前,Isowater还向客户提供氘气管理的解决方案,包括废气的回收和再利用、客户支持、为氘气系统提供氧化氘等等。

 

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氘气的起源

人们通常认为,地球上的大多数氘(重氢)形成于宇宙大爆炸后十分钟左右,同时形成的还有一些存在于宇宙中的质量较轻的氢同位素。后来,大约25亿年以前,地球上大多数氘原子形成了水分子。极少一部分氘原子(约占氢同位素氘的0.015%)和氢原子结合,形成半重水HDO。这是氘原子最常见的存在形式。1931年,科学家发现了氘,认为其即是重水。

1931年,美国化学家哈罗德·尤里(Harold C. Urey)和助手费尔迪南·布里克韦德(Ferdinand G. Brickwedde)、乔治·墨菲(George M. Murphy )发现了氘。因为这一发现,尤里1934年获得诺贝尔化学奖。在这样以后,科学家还发现了很多和氘相关的其他物质,比如重水。

二十世纪三十年代,Isowater的创立者、首席执行官安德鲁·斯图亚特(Andrew T.B. Stuart)的祖父亚历山大·斯图亚特(Alexander T. Stuart)在加利福尼亚州圣卡 在加利福尼亚州圣卡洛斯建设了电解水设施。1930年代,该电解水设施转型成为浓缩氘的工厂,为美国政府提供服务

纯重水 D2O是氢的稳定形态同位素氘的氧化物。氘,元素符号为2HD。重水的理化属性和普通的H20几乎一致,但重水的密度要大10%。正是因为较大的密度,氧化氘别名重水

氘气的用途

氘独特的物理特性有很多用处,氘气的应用非常广泛。另外,转换成气体形式后,同位素的潜在用途还会增加,存在一系列可能性。氘气常见的用途包括:优化晶体管中栅氧化层的可靠性、改进非易失性存储器中穿隧氧化薄层的可靠性,还可以在与氢有关的化学和生化反应研究中,用作同位素示踪剂。其他用途还包括氘弧光灯和原子能项目。

当然,氘气的用途远远不止这些,没有列出的用途还有很多。另外,在多个产业的新技术开发前沿领域,氘都是重要的研究对象,科学界一直在追求新的突破,潜在的应用没有止境。

什么是氘气?

(D2H)和氕(氢,1H)作为同位素,两者的特性存在诸多不同。两个同位素的物理性质不同。氘有一些独特的特性,相应的,也有一些独特的用途。比如,两者质量有很大差别,利用质谱可以将氘和氢分离。氘和氕在质量差别很大,同位素的分子键长也会受到影响。不同的键长也会影响分子的特性。氘气特性的具体参数如下表:

氘气的性质

比容(21.1°C, 1标准大气压)
5987 l/kg

三相点温度
1254.4°C

三相点压强
128.5 mmHg

绝对密度(标准温度和压强下)
0.180 kg/m3

表面面积 (m2/g)
-234.9°C

临界温度正常氘)
16.43 标准大气压

粘度正常氘,标准温度和压强下)
0.0101 cP

导热系数正常氘,标准温度和压强下)
308.0 0x10-6 cal/(s.cm. °C)

空气中可燃性极限
5-75% (按体积计)

危险性
可燃气体

原子重量
2.01363

 

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