중수

중수(重水, heavy water, D₂O)는 물분자(H₂O)의 수소원자를 중수소원자(D)로 치환한 액체이다.

물성

일반 물과 중수는 화학적성질이 유사하나, 물리적성질은 미세한 차이가 있다.

• 비중: 1.107 g/cc (상온)
• 녹는점: 3.82^oC
• 끓는점: 101.4^oC

독성

인체의 수분중 1/4 ~ 1/2을 중수로 대체하면 신진대사에 문제가 생길 수 있으나, 현실적으로는 무독성으로 알려져있다.

제조

일반적 물에는 130-140 ppm의 중수가 존재한다. 끓는 점의 차이를 이용하여 농축하게 된다.

이용

• 중수로

중수소(deuterium)는 중성자 흡수가 매우 적고 (수소의 0.15%), 원자가 가벼워 중성자 감속 능력이 뛰어나므로 (물의 약 80배) 흑연과 더블어 천연우라늄을 이용한 원자로 구성에 적합하다.

중수를 감속재로 이용하는 원자로를 중수로라고 한다. CANDU형 원자로에는 약 500톤의 중수가 감속재로 사용된다.

• 핵융합

중수소-삼중수소 핵반응은 가장 낮은 충돌에너지로도 가능하므로 핵융합발전소의 연료로 이용하려고 개발 중이다.

문제점

중수소에 중성자가 포획되면 삼중수소로 변환되며 CANDU형 원자로에서는 0.23 kg/(GWe yr)의 삼중수소가 발생한다.

발생한 삼중수소는 중수와 함께 환경우로 누출될 우려도 있지만, 핵융합에너지의 연료로도 활용할 수 있으므로, 삼중수소포집장치로 회수하고 있다.

참고문헌

자료갱신 : 2019/08/12 Coparkmaru