Tungtvann
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
- For musikkgruppen Tungtvann, se Tungtvann (band)
Tungtvann er dideuteriumoksid, og skrives D2O eller eventuelt 2H2O. Kjemisk sett er det nokså likt normalt vann, H2O, men begge av de vanlige hydrogenisotopene (protium) er erstattet av den dobbelt så tunge isotopen deuterium, der kjernen inneholder ett nøytron i tillegg til det protonet som finnes i alle hydrogen-atomkjerner. Forskeren Gilbert Newton Lewis var den første personen som isolerte en ren tungtvannsprøve, som skjedde i 1933.
Forekomsten av deuterium er 1 per 6400 vanlige hydrogenatomer. Det gir en forekomst av tungvann i vanlig vann på 1 molekyl per 64002 vanlige vannmolekyler (1 per 41 millioner).
Det ekstra nøytronet i hver av hydrogenkjernene påvirker dipolmomentet for molekylet. Derfor avviker egenskapene fra vanlig vann - tungtvann har et normalfrysepunkt på 3,81°C og et normalkokepunkt på 101,42°C. De to ekstra nøytronene for molekylet bringer molvekten opp fra ca. 18 for normalt vann til ca. 20 for tungtvann, hvilken betyr at tettheten er opp rundt 10 % til ca. 1100 kg/m3.
Innhold |
[rediger] Halvtungt vann
Halvtungt vann, HDO, er en type vannmolekyl hvor det ene hydrogenatomet er deuterium, mens det andre er vanlig hydrogen. Tettheten ligger derfor midt mellom vanlig vann og tungtvann. Forekomsten av halvtungt vann er 1 per 3200.
[rediger] Bruk
Tungtvann brukes i spesielle typer kjernereaktorer hvor den gjør nytten som nøytronmoderator for å bremse ned nøytronene - slik at de kan reagere med uranet i reaktoren. CANDU reaktoren bruker denne metoden.
Mens amerikanerne satset på grafitt som moderator i sine kjernereaktorforsøk, var de tyske forsøkene basert på tungtvann som moderator. Vitenskapsmennene Heisenberg og Döbel lyktes i 1942 å oppnå en positiv nøytronproduksjon i en uranstabel med tungt vann som moderator. Hahn regnet med at det burde lykkes å få i gang en selvopprettholdende kjedereaksjon dersom man fikk 5 tonn tungtvann og 10 tonn uranmetall. Tungtvann ble kun produsert på Rjukan, og etter okkupasjonen av Norge ble det satt fart i tungtvannsproduksjonen, bl.a. med en ny produksjonsmetode.
Tungtvann ble oppdaget av amerikaneren Harold Urey i 1932/33. Det var 10% tyngre enn vanlig vann og ble brukt i tekniske og medisinske forsøk for å bremse vekstprosesser. Hydrogenfabrikken på Rjukan, som var verdens største vannelektrolyseanlegg, produserte fra 1934 tungtvann i industriell målestokk.
[rediger] Effekter på helse
Tungtvann er ikke regnet som giftig, selv om noen metaboliske reaksjoner trenger vanlig vann. Eksperimenter gjort på mus har vist at hovedeffekten av tungtvannets litt forskjellige reaksjonshastigheter er å forhindre celledeling, noe som forårsaker økende skade på vev som trenger rask fornyelse.
[rediger] Produksjon
Tungtvann utvinnes fra vanlig vann ved destillasjon eller elektrolyse. Her fjernes vanlig vann og halvtungt vann.
[rediger] Tungtvannsproduksjon i Norge
I 1934 bygget Norsk Hydro det første kommersielle tungtvannsanlegget i Vemork med en kapasitet på 1,2 tonn i 1940. I løpet av 1941 var de allerede passert 12 tonn årlig. Under den andre verdenskrigen, bestemte de allierte for å ødelegge anlegget og tungtvannet for å hindre tyskerne å utvikle atomvåpen. Sent i 1942 feilet et angrep av britiske fallskjermjegere når glideflyene de brukte krasjet. Alle ble drept i selve krasjet eller drept av tyskere. I februar 1943 klarte en gruppe 12 norske sabotører, opptrent i England og sluppet ned i fallskjerm, å stoppe produksjonen i to måneder ved å sprenge anlegget. 16. november 1943 slapp de allierte styrkene over 400 bomber over stedet.
Se også: Vemork-aksjonen
[rediger] Tungtvannsproduksjon i andre land
Tungtvann blir også produsert i andre land i verden, blant dem Canada og India. Alle land som har laget atomvåpen kan også produsere tungtvann.
[rediger] Tungtvann under 2. Verdenskrig
Sommeren 1941 varslet den norske motstandsbevegelsen den britisk etterretning om økt tysk interesse for tungtvannsproduksjonen på Vemork. Britene tolket dette som at tyskerne arbeidet med en reaktor. I denne forbindelse mente de at tungtvannet var en flaskehals og derfor et gunstig sabotasjemål. Det britiske atomforskningsprosjektet, Tube Alloys, anbefalte også angrep ut fra at både plutonium og uran sammen med tungtvann kunne brukes til militære formål. War Cabinet ga klarsignal til første sabotasjeaksjon.
I november 1942, (19.11.42) dro to Halifax-bombefly med hver sitt glidefly på slep med 34 soldater mot landingsstedet ved Møsvatn. Forpartiet med fire nordmenn lå klart, men værforholdene gjorde landing umulig. På turen tilbake styrtet begge glideflyene og ett av bombeflyene. Operasjon Freshman kostet 42 britiske soldater livet.
Operasjon Gunnerside: Seks norske elitesoldater i engelsk uniform landet i fallskjerm på Hardangervidda i februar 1943, slo seg sammen med forpartiet, tok seg fram til Våer, forserte juvet og tok seg fram til fabrikken langs jernbanesporet, et område som ikke var minelagt. Mens dekningspartiet holdt vakt, trengte sprengningspartiet inn i tungtvannsanlegget og sprengte tungtvannscellene. 900 kg tungtvann (inklusive produksjonstap) ble ødelagt. Forpartiet ble igjen på vidda, mens sprengningspartiet gikk på ski til Sverige.
Etter fire måneder var produksjonen i gang igjen. Amerikanerne presset på for å bombe anlegget, og i november 1943 bombet 161 B-17 og B-24 bombefly Vemork og Våer med 711 stk. 500-kilos og 200 stk. 250-kilos høyeksplosive bomber. Om lag 12 bombefly slapp 118 stk. 250-kilos bomber over Rjukan. Bare to bomber ødela selve hydrogenfabrikken. Ødeleggelsene omfattet i tillegg alle rørledningene til kraftstasjonen, deler av taket og veggene til kraftstasjonen, hus og brakker på Vemork, Våer og Rjukan, Hengebroa og en rekke industriinstallasjoner. 22 norske sivile ble drept, i tillegg til de 10 som ble drept da et fly styrtet.
Bombeangrepet førte til at fabrikken ble stengt. Tungtvannsutstyret ble demontert og sendt til Tyskland. Den resterende beholdning av tungvann, ca 40 tønner, skulle transporteres med jernbane. I februar 1944 ble fergen "Hydro" senket på Tinnsjøen, etter at tre sabotører hadde lyktes å plassere en sprengladning i baugen. Fire tyske soldater og 14 sivile nordmenn mistet livet.
Dermed var kampen om tungtvannet forbi. Den kostet 92 militære og sivile livet. Tungtvannssabotasjen blir framhevet som en av de mest langvarige og effektive hemmelige operasjoner under Den andre verdenskrigen. Det at tungtvannsproduksjonen ble stoppet, bidro til å holde de tyske kjernereaktoreksperimentene på et beskjedent nivå. Vi vet nå at det ikke var tale om noe kappløp. Bedre etterretning fra alliert side, med pålitelige opplysninger om hvor langt tysk atomforskning var kommet, kunne ha gjort kampen om tungtvannet unødvendig. Planer på tysk side om et forsert program med sikte på en bombe, ble oppgitt sommeren 1942. Fra da av var det tale om å mestre atomteknologien og få i gang en kjedereaksjon med tanke på å konstruere en reaktor ("Uran Maschine"), som mulig framdriftskilde for ubåter.
Dette er hentet fra et dokument, fra siden www.visitvemork.com.
