Deuterio

Il deuterio (dal greco antico: δεύτερος^?, déuteros, "secondo") è un isotopo stabile dell'idrogeno il cui nucleo (chiamato deutone o deuterone) è composto da un protone e un neutrone. Nonostante non sia propriamente un elemento chimico a sé stante, si utilizza il simbolo ²H o D per indicarlo.

Deuterio
Generalità
Simbolo	2H o D
Protoni	1
Neutroni	1
Peso atomico	2,01363
Abbondanza isotopica	0,015%
Proprietà fisiche
Spin	+1
Emivita	stabile
Densità ghiaccio	195 kg/m³
Densità gas	0,452 kg/m³
Viscosità	1,3×10−6 Pa/s
Energia di legame	2224,52±0,20 keV
Energia in eccesso	13,135720 MeV

Fu scoperto nel 1931 da Harold Urey, che per questo vinse il Premio Nobel per la chimica nel 1934.

La sua abbondanza isotopica è pari a 0,015% (0,030% in termini di massa). Come l'isotopo dell'idrogeno più comune, il prozio, a temperatura e pressione ambiente il deuterio forma un gas di molecole biatomiche con formula ²H₂ o D₂. Sulla terra si trova in natura in minima percentuale nella molecola dell'acqua, da cui può essere prodotta artificialmente acqua arricchita in deuterio, l'acqua pesante.

Caratteristiche chimico-fisiche

• densità del gas D₂ in condizioni standard di pressione e temperatura = 0,180 kg/m³.
• peso atomico: 2,01363.

Dati a circa 18 K (punto triplo) per D₂ :

• densità:
  • ghiaccio: 195 kg/m³
  • gas: 0,452 kg/m³
• viscosità: 1,3×10⁻⁶ kg/m·s
• calore specifico:
  • ghiaccio: 2950 J/kg·K
  • gas: 5200 J/kg·K

Utilizzo

Viene prodotto e utilizzato per realizzare la fusione nucleare tramite la reazione col trizio:

D + T → ⁴He + n + 17,6 MeV

che risulta essere particolarmente adatta grazie all'alta sezione d'urto ed alla notevole energia generata dalla singola reazione.

Deuterio ultradenso

L'esistenza di deuterio ultradenso è stata suggerita da risultati sperimentali in una pubblicazione dei ricercatori dell'Università di Göteborg Shahriar Badiei, Patrik U. Andersson e Leif Holmild. Il materiale sarebbe un milione di volte più denso rispetto al deuterio in natura, molto più denso del nucleo del Sole^[1][2]. Una delle due forme ipotizzate per questi cristalli prevede degli elettroni "fissi" attorno ai quali orbiterebbero i nuclei D. Questo materiale sarebbe di gran lunga il più denso mai prodotto dalla scienza umana: un centimetro cubico avrebbe una massa di 130 chilogrammi^[3] e una sfera del raggio di 250 metri una gravità superficiale pari al 92% di quella terrestre.^[4] I ricercatori suggeriscono che questa forma ultra densa di deuterio faciliterebbe notevolmente l'operatività dei reattori a fusione a confinamento inerziale tramite raggi laser^[5][6][3].