重水 化学特性,用途語,生産方法
外観
無色～ほとんど無色、澄明の液体
解説
1H，16O 以外の水素，酸素の同位体からなる水の総称．狭い意味では酸化ジュウテリウムD2O(20.03)をさす．重水素（デューテリウム）と酸素とからなる水。化学式 D2O 無色無臭の液体。普通の水より反応性に乏しい。濃厚なものは吸湿性が強く純度が低下しやすい。デューテリウムおよびデューテリウム化合物の製造原料、原子炉の減速体などに用いる。1931年アメリカのH.C.ユーリーらによって重水素の研究と関連して見いだされたもので，第2次大戦までは物理･化学的研究の対象にすぎなかったが，原子力の研究の発展とともに，原子炉の中性子減速剤としてt単位の大量の需要が生じ，現在は工業的に生産され，市販もされている。
用途
水は原子炉の減速材として使われる。なおこの減速材としての働きは、医療にも応用されている。すなわち放射線治療において、エネルギーが高い高速粒子のままでは生体に対する悪影響が強すぎるので、減速中性子を利用する治療方法が提唱されている。
効能
放射性医薬品
性質
重水は、通常の水と同じく無色・無臭の液体で、定性的な性質もほとんど変わらない。しかし定量的にはかなりの違いがあり、一般に反応性が乏しく、塩類の溶解度なども小さい。生物に対しては、重水の濃度が小さいときは、生体に対する阻害作用はみられないが、濃くなると現れ、たとえば高等動植物は重水中で正常の呼吸作用や、炭酸同化作用を行うことができなくなり死に至る。D2Oは中性子を吸収することがきわめて少ないので、原子炉の中性子減速材や冷却材として用いられ、その原子炉を重水型原子炉という。
化学的特性
colourless liquid
使用
Deuterium Oxide is used to prepare specifically labelled isotopologs of organic compounds.
定義
deuterium oxide: Water in which hydrogen atoms, 1H,are replaced by the heavier isotopedeuterium, 2H (symbol D). It is acolourless liquid, which forms hexagonalcrystals on freezing. Its physicalproperties differ from those of ‘normal’water; r.d. 1.105; m.p. 3.8°C; b.p.101.4°C. Deuterium oxide, D
2O, occursto a small extent (about 0.003%by weight) in natural water, fromwhich it can be separated by fractionaldistillation or by electrolysis. Itis useful in the nuclear industry becauseof its ability to reduce the energiesof fast neutrons to thermalenergies and because its absorptioncross-section is lower than that of hydrogenand consequently it does notappreciably reduce the neutron flux.In the laboratory it is used for labellingother molecules for studies ofreaction mechanisms. Water alsocontains the compound HDO.
分布
水は水素Hと酸素Oの化合物であるが、水素には1H（プロチウムH）、2H（ジュウテリウムD）、3H（トリチウムT）の三つの安定同位体があり、酸素には16O、17O、18Oの三つの安定同位体がある。このうち1Hと16Oからできている水を軽水といい、それ以外のHとOとの組合せからできている水を重水という。普通の水は軽水（分子量18）を99.76％含み、それ以外の重水として表1のようなものが含まれている。このような含有量は、水の起源、場所などにかかわらずほぼ一定であるが、西アジアの死海や、あるいは深海の水、ある種の生体などでは重水がやや濃縮されている。また、これらの重水のうち、比較的容易に手に入るのは酸化ジュウテリウムD216Oなので、これを重水D2Oということが多い。D2Oの電解速度はH2Oの数分の1程度であるため、水酸化アルカリを含む水溶液を電気分解すると、残液が徐々に重水に富むようになり、また発生する水素中のD2濃度が高くなり、これを酸化して前段階の電解液に加えて濃縮を進める。これにより10万トンの水から約10トンの重水が得られる（そのほか同位体交換法によっても得ることができる）。
一般的な説明
Deuterium oxide (D
2O) is a 100% isotopically enriched NMR (Nuclear Magnetic Resonance) solvent. It is widely employed in high resolution NMR studies. Various thermodynamic properties (such as intermolecular vibrational frequencies, energy of the hydrogen bond, free energy, enthalpy and entropy) of liquid deuterium oxide have been evaluated. Ionization constant for D
2O (in the range of 5-50°C), pK values (at 25°C) and enthalpy, entropy, heat capacity change (for the dissociation of D
2O) have been reported.
純化方法
Distil it from alkaline KMnO4 [de Giovanni & Zamenhof Biochem J 92 79 1963]. NOTE that D2O invariably contains tritiated water and will therefore be RADIOACTIVE; always check the radioactivity level of D2O in a scintillation counter before using.
重水 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品