Вред здоровью - неправильное потребление талой воды. Сравнение свойств легкой и тяжелой воды

Что такое талая вода?

Это высококачественная чистая вода с минимальным количеством тяжелой и дейтериевой воды.

Благодаря этому она служит природным энергетиком, дающим человеку весомую подпитку энергии насыщая весь организм здоровьем и силой для противостояния различным заболеваниям.

Польза талой воды

Благодаря особенностям строения молекул эта вода оказывает позитивное влияние на организм человека любого возраста.

Общее оздоровление организма, лечение талой водой

Польза талой воды для организма выражается в следующем:

ускорение обменных процессов,
избавление от аллергии любого вида,
удаление из организма токсинов и шлаков,
укрепление иммунитета,
улучшение пищеварения,
повышение работоспособности,
активизация памяти,
улучшение сна.

Решение сосудистых проблем

При заболеваниях сосудов замечено положительное действие талой воды на:

улучшение состава крови,
нормализацию работы сердца,
понижение количества холестерина,
нейтрализацию неприятных ощущений при варикозе.

Благотворное воздействие при кожных заболеваниях

Терапевтические свойства талой воды проявляются при наличии аллергических кожных болезней:

экземы,
нейродермита,
псориаза и др.

Если назначенное лечение кожных заболеваний подкрепить свежей талой водой, то уже на третий или четвертый день происходит ослабление или полное устранение зуда. Снижаются раздражение и гипертермия. Ускоряется переход патологического процесса в стационарную стадию и затем в регрессивную.

Польза талой воды для человека

Она помогает в борьбе организма со старением. Идет постоянный процесс смены клеток. С возрастом старые клетки мешают формированию новых. Талая вода, активизируя метаболизм, способствует быстрому уходу из организма мертвых клеток и замене их молодыми.

Ускорение процессов обмена при употреблении талой воды служит хорошей базой для избавления от лишних килограммов. Для похудения талую воду полезно систематически выпивать по одному стакану перед каждой едой.

Существует ли вред

О вреде талой воды можно судить лишь при неправильном ее употреблении и нарушении технологии приготовления. Если соблюдать все рекомендации, то вода принесет одну пользу.

Специалисты не советуют пить исключительно талую воду.
Ее нужно постепенно вводить в рацион.Организм должен приспособится к жидкости, в которой полностью отсутствуют примеси, добавки, минералы, соли.

Лучше начинать со 100 мл в день. В дальнейшем рекомендуется выпивать талую воду не больше трети от всего объема жидкости. Остальную часть должна составлять фильтрованная или бутилированная вода.

Особенности талой воды

Структура талой воды

Источником талой воды служит растаявший лед (после предварительной заморозки воды). Как раз в момент перехода воды в лед происходит изменение ее кристаллической структуры.

На своем пути вода впитывает много информации, включая негативную. Для удаления «плохой» информации жидкость должна приобрести энергетическую чистоту и вернуть себе естественную структуру.

Для этого и требуется технология заморозки воды и ее последующей разморозкой. В результате ее состав «обнуляется» с восстановлением первоначального состояния – энергетического, информационного и структурного.

Свойства талой воды

Простая вода после замораживания и дальнейшего оттаивания изменяет размер своих молекул. Они становятся меньше и по структуре сходны с протоплазмой клеток организма человека. Это дает возможность им легко проникать через клеточные оболочки.

Благодаря этому ускоряются химические реакции, поскольку почти все молекулы участвуют в обмене веществ. В результате упрощаются разнообразные взаимодействия между оттаявшей водой и остальными веществами, что экономит энергию организма на процесс усвоения.

Другими словами, однородные молекулы талой жидкости находятся на одной частоте и перемещаются в резонансе, не мешая одна другой. В итоге энергии вырабатывается больше, чем во время хаотического движения молекул.

Полезные свойства талой воды связаны с избавлением от дейтерия – тяжелого изотопа. Он в большом количестве входит в состав водопроводной воды. Дейтерий негативно воздействует на живую клетку организма, причиняя ей значительный вред.

По мнению ученых, даже небольшое количество удаленного дейтерия оздоровляет организм. В нем освобождаются резервы энергии, стимулируются все жизненные процессы.

Ключевым свойством талой воды для человека становится ее чистота в любом смысле.

Если иметь в виду лишь состав, то в нем отсутствуют:

хлориды,
соли,
изотопные молекулы, в которых вместо атома водорода внедрен тяжелый изотоп дейтерий,
другие опасные вещества и соединения.

Применение талой воды

Употребление талой воды

Даже один глоток этой замечательной жидкости производит тонизирующий эффект. При ежедневном приеме двух-трех стаканов талой воды организм получает заряд бодрости и улучшение самочувствия. Первую дозу лучше выпивать на голодный желудок за час до еды.

Расчет ежедневного количества употребляемой талой воды производится исходя из пропорции 5 мл воды на килограмм веса. Воду следует пить за полчаса до еды трижды в день. Длительный и регулярный ее прием поможет любому человеку сохранить здоровье и молодость.

Высокий целебный эффект дают настои с отварами из лекарственных растений, приготовленные на талой воде. Она в несколько раз усиливает терапевтическое действие растений и снижает риск возможных аллергических реакций.

Приготовление талой воды

Чтобы талая вода принесла максимальную пользу, нужно придерживаться правил:

За основу нельзя использовать природный снег или лед, в которых много грязи и вредных компонентов.
В качестве емкости для замораживания жидкости лучше всего подходит пластмассовая тара, в которой хранят питьевую воду.
Стеклянная емкость может разорваться, поскольку в процессе замерзания происходит увеличение объема воды.
Металлическая посуда не подходит для целей замораживания воды. Эффект от ее действия будет низкий.
Недопустимо использование снеговой шубы на морозильнике как исходной жидкости для изготовления талой воды. В состав льда могут входить хладагенты и другие опасные вещества, да еще с неприятным запахом.
Оздоровляющие и лечебные свойства талой воды остаются в ней на протяжении 8 часов с момента размораживания.

Талая вода в домашних условиях

Разберемся как приготовить талую воду в домашних условиях.

Чтобы приготовить талую воду нужно немного времени.
Набираем воду из-под крана и отстаиваем ее на протяжении нескольких часов. Или воспользуемся фильтрованной водой.

В емкость из пищевого пластика заливаем около 1 литра воды. Так как 1 литр довольно удобно замораживать – занимает мало места в холодильнике и относительно недолго длится сама заморозка. Закрываем крышкой и ставим в морозильную камеру.

Через 1-2 часа (в зависимости от морозильной камеры) появится первая корка льда – ее удаляем, так как здесь содержится тяжелая вода — дейтерий. Оставшуюся воду снова замораживаем.

Когда в емкости появится снова лед заполняющий ее до двух третьих объема, незамерзшую воду сливаем. Это легкая вода, содержащая вредные химические соединения. А лед который остался в емкости растапливаем естественным путем при комнатной температуре без какого либо разогревания.

Полученная талая вода и есть полезная для нашего организма вода.

Существует еще несколько рецептов приготовления талой воды. Способ приведенный выше хотя и не очень рационален по затратам времени но все же эффективен по качеству получаемого продукта.

Польза и вред талой воды

Нельзя относиться к талой воде, как к лекарству. С переходом на эту жидкость недопустимо прекращать назначенное лечение. Целебные свойства талой воды способствуют очищению организма и профилактике заболеваний. В процессе терапии любой болезни ее употребление повышает эффективность лекарственных средств и ускоряет выздоровление.

Приготовление талой воды, видео

Предлагаем вашему вниманию видео: как приготовить талую воду(один из способов).

О структуре талой воды написаны просто терабайты статей: как ее готовить в домашних условиях, какое удивительное оздоравливающее влияние она оказывает на организм и все в том же духе. Есть даже отзывы потребляющих: как им стало здорово жить уже после третьего приема чудодейственной жидкости. Но когда мы попытались найти подобные свидетельства, подкрепленные исследованиями мирового научного сообщества, то не обнаружили ровным счетом ничего. Вот тут и закрались сомнения.

Миф 1. В обычной воде, которую мы с вами пьем, содержится вреднейший дейтерий, отравляющий все живое. Когда воду замораживают, рекомендуется удалять корку льда, которая образуется сверху. И тогда никакого дейтерия в воде не останется.

Для начала разберемся, что такое этот самый ядовитый дейтерий. Обычный атом водорода состоит из одного протона и одного электрона, вращающегося вокруг него. Стало быть, его атомная масса равна единице (для тех, у кого еще свежи воспоминания о школьном курсе химии: 1/12 атомной массы углерода). Так вот, дейтерий - это изотоп водорода. И его ядро состоит из двух протонов, а значит, и в два раза тяжелее. Оксид дейтерия - D 2 O - это тяжелая вода, которая используется в работе атомных электростанций. Но сам по себе этот изотоп не радиоактивен: используется уникальное свойство тяжелой воды не поглощать нейтроны.

Тяжелую воду, необходимую для работы атомных электростанций, получают с помощью сложнейшего процесса, включающего в себя электролиз и некоторые другие манипуляции. Потому как в природе его ничтожно мало: на шесть - семь тысяч атомов протия (обычного, "легкого" водорода) приходится всего один атом дейтерия. "И в таких количествах он совершенно не вредит человеческому организму, - комментирует Андрей Игольников, изобретатель, доктор физических наук. - Искать дейтерий в пресной воде - такой же абсурд, как пытаться добыть золото из воды морской. Его там примерно такая же концентрация!"

"Тяжелая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в ее среде проходят несколько медленнее по сравнению с обычной водой, - комментирует врач Анна Косогова, заведующая Московским поликлиническим отделением клиники "Скандинавия". - Водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими (мышами, крысами и собаками) показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности - иногда необратимой. Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие, которые пили тяжелую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают при дейтерировании воды в теле на 90%. Простейшие способны адаптироваться к семидесятипроцентному раствору тяжелой воды, а водоросли и бактерии способны жить даже в чистой тяжелой воде".

Конечно, на людях подобных экспериментов не проводилось, но опыт показывает, что от нескольких стаканов тяжелой воды вреда здоровью не причинит: весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней, говорят специалисты.

"Также среди населения бытует миф о том, что при длительном кипячении природной воды концентрация тяжелой воды в ней повышается, что, якобы, может вредно сказаться на здоровье, - добавляет Анна Косогова. - В действительности же реальное повышение концентрации тяжелой воды при кипячении ничтожно. Гораздо сильнее сказывается на вкусе и свойствах воды при кипячении повышение концентрации растворенных солей, переход в раствор веществ из стенок посуды и термическое разложение органических примесей".

Конечно, в домашних условиях полностью очистить воду от дейтерия невозможно. Также невозможно визуально на глаз отличить кристаллы тяжелой воды от обычной воды.

Напомним, что мы на 70% от самого рождения состоим из воды. Значит, некоторое количество дейтерия содержит от рождения каждая человеческая особь - включая тех самых горцев-долгожителей, которые активно потребляют талую воду и на которых так любят ссылаться авторы статей про нее.

Мы больше того скажем: есть подозрение, что дейтерий не только вреден, но и полезен! К таким сенсационным выводам пришли ученые из московского Института геронтологии. Высокие концентрации тяжелой воды убивают живые организмы, но увеличение ее в составе организма в пределах разумного позволяет затормозить процессы старения. Еще немного - и эликсир вечной молодости найден! Это тоже объяснимо с медицинской точки зрения.

"В тяжелой воде связи, образованные дейтерием, прочнее связей с участием протия, следовательно они меньше рвутся и меньше подвержены мутациям и другим внешним воздействиям. Химические реакции в ее среде проходят несколько медленнее", - объясняет Анна Косогова.

Миф 2. В воде, которая замерзла, а потом оттаяла, сохраняются на пять - шесть часов межмолекулярные связи, характерные для кристаллической решетки льда. Таким образом, вода легче проникает в клетки и отлично омолаживает организм.

Ага, а еще оживляет мертвецов, пошутим мы. А если серьезно, это утверждение не выдерживает никакой критики. Во-первых, кристаллическая структура характерна для кристаллов льда. При температуре выше нуля градусов по Цельсию кристаллы льда плавятся: связи в решетке ослабевают, а потом и вовсе сходят на нет. И через пару часов, когда от ледышки остается лужица, по своим физическим свойствам она ничем не отличается от лужицы, из которой ледышка была сделана. А насчет того, легче ли талая вода проникает в клетки, можно сказать только одно: пейте не менее двух литров жидкости в день - если это чуть больше, чем нужно, организм сам избавится от излишков.

"Есть такая гипотеза, что на какое-то время межмолекулярные связи в оттаявшей воде должны оставаться такими же, как и в льде - в теории по-другому и быть не может, - добавляет Андрей Игольников. - А на практике этого никому не удалось зафиксировать и доказать. Стало быть, все разговоры об особенных свойствах талой воды - просто спекуляция".

"Сторонники лечения талой водой считают, что в ней образуется множество так называемых центров кристаллизации. И если пить такую воду, центры кристаллизации всасываются и, попав в нужную зону в организме, дают в ней начало цепной реакции "замораживания" воды организма, то есть, восстанавливается необходимая для протекания жизни регулярная структурированная "ледяная структура", а с нею все полноценные жизненные функции, - рассказывает Анна Косогова. - Однако этот факт не имеет доказательной базы. Улучшение состояния некоторых людей, пьющие талую воду, возможно, связано с употреблением большего количества воды в этот период, чем обычно".

Миф 3. Кусок льда, из которого вы собираетесь приготовить талую воду, надо промыть под струей. Сначала он станет мутным - это смываются все вредные примеси. А когда лед прозрачный, готово дело: можно оттаивать и пить.

Когда вы подставляете кусок льда температурой, предположим, минус пять градусов под струю проточной воды температурой градусов 15-20, сначала он запотевает. И совершенно моментально становится мутным: это не вредные примеси, а всего лишь разница температур. Мелкая взвесь песка - если, например, вы воду взяли из речки - так и останется в структуре льда. А уж совсем невидимые примеси вы точно не смоете. Кстати, готовить талую воду из речной или родниковой не очень безопасно с точки зрения бактериологических показателей. Некоторые болезнетворные микроорганизмы вполне спокойно переживают замораживание, а при комнатной температуре возобновляют жизнедеятельность. И вместо оздоровления вы получите обезвоживание в результате кишечной инфекции.

Вот что действительно правда, так это то, что с помощью талой воды можно похудеть. Точнее, не талой, а очень холодной - такой, чтобы в ней плавали кристаллики льда. Правда, с научной точки зрения этот механизм тоже не до конца ясен. Но исследования уже подтвердили, что люди, выпивающие стакан ледяной воды перед едой, потребляют намного меньше калорий, чем те, которые этого не делают. Правда, учтите, что исследования проводились в США. Если россиянин зимой, вернувшись с крепкого морозца, хлопнет стакан ледяной воды, а потом побежит к врачу за больничным, тот только руками разведет: климат у нас для такого похудения неподходящий.

Эликсиром здоровья и молодости можно назвать талую воду. Это высококачественный чистый «продукт», содержащий минимальное количество тяжелой и дейтериевой воды. Талая вода оказывает неоценимую пользу для организма человека любого возраста. Она является природным энергетиком, даёт значительную подпитку энергии, насыщает весь организм человека здоровьем и силой. Вред талая вода может нанести только при переизбытке её применения или при нарушении технологии приготовления в домашних условиях.

Чем полезно употребление талой воды

Правильно приготовленная и правильно принимаемая талая вода приносит несомненную пользу организму, что выражается в ускорении обменных процессов, избавлении от аллергии любого вида, экземы, нейродермита, псориаза, выведении из организма токсинов и шлаков, укреплении иммунитета, улучшении пищеварения, повышении работоспособности, активизации памяти, улучшении сна.

Также употребление талой воды положительно влияет на качество крови, работу сердца, помогает .

Применение талой воды при лечении кожных заболеваний наряду с назначенным лечением помогает устранить зуд, раздражение и гипертермию на третий или четвертый день лечения. При этом ускоряется период перехода патологического процесса в регрессивную стадию.

Употребление чистой жидкости тормозит процессы старения организма. Талая вода способствует активизации метаболизма, выводу из организма вредных веществ, происходит ускорение обменных процессов в организме, что способствует избавлению от лишних килограммов и происходит постепенное мягкое похудение.

Какую структуру получаем после разморозки

Талую воду получают из растаявшего льда. В момент замерзания воды происходит изменение её структуры.

Доказано, что вода впитывает информацию. Для удаления «плохой» информации воде необходимо приобрести энергетическую чистоту, чтобы вернуть первоначальную структуру. Заморозка и её последующая разморозка помогают вернуть ей энергетическую чистоту. В результате несложных действий состав воды «обнуляется», восстанавливается её первоначальное состояние – энергетическое, информационное и структурное.

Употребление чистой ледниковой воды способствует очищению крови в организме человека. Что даёт чистая кровь? Кровь разносит по всем органам полезные вещества. Очищенная кровь в организме способствует активизации иммунных процессов, регуляции обмена веществ, активизации мозговой деятельности, очистке сосудов и снижению уровня холестерина в крови. Для того, чтобы запустить все эти процессы необходимо употреблять ежедневно не менее 200 мл талой воды.

Свойства талой воды

Обыкновенная вода, после замораживания и последующего оттаивания, изменяет свою структуру. Ее молекулы становятся меньше и по структуре похожи на протоплазму клеток человеческого организма. Это дает возможность молекулам легко проникать через клеточные оболочки. Благодаря этому процессу ускоряются химические реакции организма.

Полезные свойства талой воды улучшаются в связи с удалением в процессе заморозки дейтерия – тяжелого изотопа. Дейтерий в большом количестве присутствует в водопроводной воде. Его наличие негативно воздействует на клетки организма, причиняя им значительный вред. Даже небольшое количество удаленного из воды дейтерия помогает оздоровить организм, освободить резервы энергии, стимулировать все жизненные процессы.

Главным преимуществом употребления талой воды становится её чистота. В ней полностью отсутствуют хлориды, соли, изотопные молекулы, другие опасные вещества и соединения.

Правила употребления талой воды

Ежедневный приём 500-700граммов такой воды способствует получению заряда бодрости и улучшению самочувствия. Рекомендуется первую дозу талой воды пить утром натощак за час до еды. В течение дня остальную часть пить за полчаса до еды три раза в день.

Воду необходимо пить непосредственно после размораживания, чтобы её температура не была выше 10 градусов. Если по каким-то причинам холодную воду пить не можете, не давайте ей нагреться выше 30 градусов.

Как правильно приготовить талую воду в домашних условиях

Талая вода − это не просто размороженная вода или размороженный лёд. Кстати, снег и лёд, взятый на улице или в холодильнике и затем размороженный, не является талой водой. Скорее такой состав можно назвать бактериальной бомбой. Природный снег или лед содержат много грязи и вредных примесей. Снежная шуба в холодильнике также может содержать хладагенты и другие опасные вещества, а также иметь неприятный запах.

Сделать правильную талую воду в домашних условиях совсем не сложно. Ёмкость для замораживания не должна быть стеклянной, во избежание повреждения вплоть до раскола из-за увеличения объёма воды в процессе замерзания. Металлическая посуда также не подходит. Эффект от её взаимодействия с водой будет низким. Лучше всего для замораживания подходит пластмассовая коробка или другая пластмассовая емкость с широким горлом.

Наливаем фильтрованную воду или отстоянную на протяжении нескольких часов водопроводную в подготовленную емкость. Емкость лучше брать на 1литр. Её удобно замораживать и заморозка происходит быстрее. Можно подготовить несколько емкостей сразу.
Закрываем крышкой и ставим (во избежание примерзания ёмкости к днищу морозильника) на картонную подставку в морозильник.
Через 1,5 часа образуется первая корка льда. Это − дейтерий, который следует удалить. Снять корку льда и продолжить замораживание.
Примерно через шесть часов вода в ёмкости замерзнет до двух третей объёма. Незамерзшую внутри льда воду аккуратно сливаем, расколов лед — это так называемая лёгкая вода. В ней содержатся все оставшиеся вредные химические соединения.

Лёд, оставшийся в ёмкости, растапливается естественным способом при комнатной температуре, без принудительного подогрева.

Свежую талую воду можно пить по мере её таяния.

Оздоровляющие и лечебные свойства талой воды не теряются на протяжении 8 часов, с момента размораживания.

Есть ли вред от талой воды

Польза от приёма талой воды очевидна, а вред организму она может нанести только при нарушении технологии приготовления в домашних условиях и неправильном её употреблении. Если вам запрещено употребление холодных напитков, с осторожностью отнеситесь к ее приёму, начинайте пить, постепенно понижая температуру.

Также не следует переходить на питьё исключительно талой воды. Организм должен постепенно приспособиться к жидкости без вредных примесей, добавок, минералов, солей.

Приём лучше начинать со 100мл в день, постепенно доводя объём до 500−700мл.

Также следует понимать, что талая вода − это не лекарство! Начиная ее пить не допустимо отказываться от назначенных лекарств. Целебные свойства воды служат прекрасным очищающим и профилактическим средством для организма. В процессе лечения приём талой воды повышает эффективность лекарственных средств и способствует скорейшему выздоровлению.

Предлагаю вам посмотреть очень интересное видео об альтернативном способе добычи талой воды, придуманным доктором Тороповым:

Вопрос:

Уважаемый Мосин О. В.! Прошу ответить на 2 вопроса:

1. Возможно ли в домашних условиях определить приблизительно наличие большого содержания тяжелой воды в питьевой воде? Как его понизить?

2. Какой прибор предпочтительней иметь дома для определения одного из параметров качества питьевой воды-солемер или определитель Рн?

С уважением, А. Плотников.

Ответ:

Обычная питьевая вода только на 99,7% состоит из легкой воды, молекулы которой образованы легкими атомами водорода и кислорода. В виде примеси в любой природной воде присутствует и тяжёлая вода, которая в чистом виде является ядом для всего живого.

Тяжёлая вода (оксид дейтерия) - имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода - атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D 2 O или 2 H 2 O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная - бесцветная жидкость без вкуса и запаха, а вот по своим физико-химическим свойствам и негативному воздействию на организм тяжёлая вода сильно отличается от лёгкой воды.

Тяжёлая вода применяется в ядерной физике и энергетике в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя в ядерных реакторах, а также как исходный продукт для получения дейтерия. Тяжёлая вода применяют в химии, биологии, гидрологии как изотопный индикатор. На живые организмы даже небольшие количества тяжёлая вода действуют угнетающе, а большие дозы вызывают их гибель.

В тонне речной воды содержится 15 г тяжелой воды из расчёта 0,015% . За 70 лет потребления 3 л питьевой воды в день через организм человека пройдет около 80 тонн воды, содержащей 10-12 кг дейтерия и значительное количество коррелирующих с ним изотопов водорода – трития 3 Н и кислорода 18 О.

Тритий – бета-радиоактивный элемент с периодом полураспада 12,26 лет. Он образуется под действием жёсткого радиои нейтронного излучения в реакторах. В земных условиях тритий зарождается в высоких слоях атмосферы, где идут природные ядерные реакции. Он является одним из продуктов бомбардировки атомов азота нейтронами космического излучения. Ежеминутно на каждый квадратный сантиметр земной поверхности падают 8-9 атомов трития.

В небольших количествах сверхтяжелая (тритиевая) вода попадает на Землю в составе осадков. Во всей гидросфере одновременно насчитывается лишь около 20 кг Т 2 0.

Тритиевая вода распределена неравномерно: в материковых водоемах ее больше, чем в океанах; в полярных океанских водах ее больше, чем в экваториальных. По своим свойствам сверхтяжелая вода еще заметнее отличается от обычной: кипит при 104°С, замерзает при 4...9°С, имеет плотность 1,33 г/см3.

Однако список “изотопных” разновидностей воды не ограничивается дейтерием и тритием. Существует также и полутяжёлая (или дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO.

Вообще, строго говоря термин тяжёлая вода применяют также по отношению к воде, у которой любой из атомов заменен тяжёлым изотопом:

к тяжёлокислородной воде (в ней лёгкий изотоп кислорода 16 O замещен тяжёлыми изотопами 17 O или 18 O);
- к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей вместо атомов 1 H его радиоактивный изотоп тритий 3 H);

Н 2 16 O, Н 2 17 O, Н 2 18 O, HD 16 O, HD 17 O, HD 18 O, D 2 16 O, D 2 17 O, D 2 18 O.

Таким образом, возможно существование молекул воды, в которых содержатся любые из пяти водородных изотопов в любом сочетании.

Этим не исчерпывается сложность изотопного состава воды. Существуют также изотопы кислорода. В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева значится всем известный кислород 16 O. Существуют еще два природных изотопа кислорода – 17 O и 18 O. В природных водах в среднем на каждые 10 тысяч атомов изотопа 16 O приходится 4 атома изотопа 17 O и 20 атомов изотопа 18 O.

Тяжёлокислородная вода 1 Н 2 18 О содержится в обычной питьевой воде в гораздо большей концентрации, чем тяжёлая вода - примерно 0,1%. Хотя по своим физическим свойствам тяжелокислородная вода меньше отличается от обычной, чем тяжеловодородная. Получают ее в основном перегонкой природной воды и используют для изотопных исследований обмена веществ.

По физическим свойствам тяжелокислородная вода меньше отличается от обычной, чем тяжеловодородная. Получают ее в основном перегонкой природной воды и используют как источник препаратов с меченым кислородом.
Помимо природных, существуют и шесть искусственно созданных изотопов кислорода. Как и искусственные изотопы водорода, они недолговечны и радиоактивны. Из них: 13 O, 14 O и 15 O – легкие, 19 O и 20 O – тяжелые, а сверхтяжелый изотоп – 24 O получен в 1970 году.

Существование пяти водородных и девяти кислородных изотопов говорит о том, что изотопных разновидностей воды может быть 135. Наиболее распространены в природе 9 устойчивых разновидностей воды.

Основную массу природной воды – свыше 99% – составляет протиевая вода – 1 H 2 16 O. Тяжелокислородных вод намного меньше: 1 H 2 18 O – десятые доли процента.

1 H 2 17 O – сотые доли от общего количества природных вод. Только миллионные доли процента составляет тяжелая вода D 2 O, зато в форме 1 HDO тяжелой воды в природных водах содержится уже заметное количество.
Еще реже, чем D 2 O, встречаются и девять радиоактивных естественных видов воды, содержащих тритий.

Классической водой следует считать протиевую воду 1 H 2 16 O в чистом виде, то есть без малейших примесей остальных 134 изотопных разновидностей. И хотя содержание протиевой воды в природе значительно превосходит содержание всех остальных вместе взятых видов, чистой 1H216O в естественных условиях не существует. Во всем мире такую воду можно отыскать лишь в немногих специальных лабораториях. Ее получают очень сложным путем и хранят с величайшими предосторожностями. Для получения чистой 1 H 2 16 O ведут очень тонкую, многостадийную очистку природных вод или синтезируют воду из исходных элементов 1 H 2 и 16 O, которые предварительно тщательно очищают от изотопных примесей. Такую воду применяют в экспериментах и процессах, требующих исключительной чистоты химических реактивов.

Но самый большой эффект наблюдается для пары протий/дейтерий. Этим двукратным увеличением массы дейтерона относительно протона и обуславливаются так называемые изотопные эффекты тяжёлой воды - энергия связи, константа диссоциации, подвижность, длина связи и т.д.

Такое большой изотопный эффект для пары протий/дейтерий в воде, являющейся матрицей жизни, уже к наступлению половой зрелости человека повреждает его гены, вызывает различные болезни, рак, инициирует старение организма.

Массивное повреждение генофонда радиоактивными и тяжелыми изотопами водорода и кислорода воды может вызвать вымирание видов растений, животных и человека. По мнению многих учёных, человеку даже грозит вымирание, если он не перейдет на употребление лёгкой воды, обедненной радиоактивными и тяжелыми изотопами 18 О и 2 Н. Именно поэтому в начале XXI-го века среди учёных раздались голоса о полном исключении тяжёлых изотопов дейтерия 2 Н и кислорода 18 О из потребляемой питьевой воды.

Задача эта далеко не простая. Как уже говорилось на нашем сайте, она достигается различными физико-химическими методами – изотопным обменом водорода на дейтерий в присутствии катализатора H 2 S, многоступенчатым электролизом, вакуумной заморозкой с последующим оттаиванием, колоночной ректификацией, ультрацентрифугированием, фракционированием жидкого азота и др. Об этих методах неоднократно говорилось на нашем сайте.

Электролиз стал первым способом производства тяжелой воды. До 1940 года норвежский завод в Рьюкане был единственным поставщиком тяжелой воды, необходимой в качестве замедлителя нейтронов при изготовлении атомного оружия. Для получения чистой на 99,9% тяжелой воды необходим электролитический каскад из 15 ступеней. Образующееся при этом некоторое количество легкой воды называется остаточным. Остаточный метод получения легкой воды не пригоден для производства питьевой воды, так как эта вода содержит щелочной электролит и ряд других химических загрязнений. Несмотря на это некоторые пытаются использовать ее в качестве питьевой воды.

Затем были разработаны испарительно-конденсационный и другие (с вымораживанием и т.д.) технологические процессы и построены установки для получения биологически активной воды со сниженным содержанием дейтерия. Например, учёные установили, что при температуре в пределах 0-1,8°С молекулы воды с дейтерием и тритием в отличие от протиевой воды находятся в метастабильно-твердом неактивном состоянии. Это свойство лежит в основе фракционного разделения легкой и тяжелой воды путем создания разряжения воздуха над поверхностью воды при этой температуре. Протиевая вода интенсивно испаряется, а затем улавливается при помощи морозильного устройства, превращаясь в снег и лед. Тяжелая же вода, находясь в неактивном твердом состоянии и имея значительно меньшее парциальное давление, остаётся в испарительной емкости исходной воды вместе с растворенными в воде солями тяжелых металлов, нефтепродуктами, моющими средствами и другими вредными и ядовитыми веществами.

Известна зависимость давления пара над открытой поверхностью (зеркалом) воды от температуры при нормальном давлении. Так, при 0°С давление пара составляет 4,6 мм рт.ст. С повышением температуры воды до +10 °С давление пара возрастает до 9,2 мм рт.ст., то есть в два раза, а при 100°С оно соответствует 760 мм.рт.ст. Подсчет показывает, что с увеличением температуры от 0°С до 40°С давление пара над зеркалом воды возрастает в 10 раз, а при 100°С - в 160 раз. Интенсивность испарения легкой и тяжелой воды коррелируется в зависимости от температуры и разряжения над поверхностью воды. Данные, полученные в лабораторных условиях, свидетельствуют о существенном влиянии температуры воды перед ее испарением на содержание дейтерия в талой воде, полученной из замороженного холодного пара.

Все существующие сегодня методы разделения тяжёлой воды от обычной определяются физико-химическими свойствами этих соединений. По физическим свойствам тяжёлая вода заметно отличается от обычной воды: она кипит при 101,43 °С, замерзает при 3,82 °С, имеет плотность 1,104 г/см3. По химическим свойствам тяжёлая вода очень близка к обычной воде, хотя некоторые реакции в ней замедляются или ускоряются (иногда в 2-3 раза). Также было замечено, что лёд, образованный тяжёлой водой не плавает на поверхности воды, а тонет.

Рис. Лёд из обычной воды плавает на поверхности воды.

Рис. Лёд, образованный тяжёлой водой не плавает на поверхности воды, а тонет.

Таблица Физические свойства обычной и тяжёлой воды

Наша планета – гигантский испарительный реактор по разделению лёгких и тяжёлых изотопов. Астрономы считают, что гравитационное поле Земли – недостаточно сильно для удержания водорода, и наша планета постепенно теряет водород в результате его диссоциации в межпланетное пространство. Водород улетучивается быстрее тяжелого дейтерия, который способен накапливаться. Так что в течение всей эволюции должно происходить накопление дейтерия в атмосфере и в поверхностных водах. Таким образом, на Земле функционирует гигантский процесс кругооборота водорода и дейтерия.

Блестящим подтверждением этой гипотезы стали данные, полученные при бурении антарктического льда на российской станции “Восток”. Поднятый там на поверхность ледовый керн (колонка льда), имея общую протяженность 3600 м, охватил слой льда, сформировавшийся за 420 тысяч лет. Помимо анализа газового состава пузырьков воздуха, сохранившихся во льду за многие тысячелетия, исследователи получили возможность проследить за изменениями температуры по содержанию во льду тяжелого изотопа водорода - дейтерия δD. Метод основывается на том, что пары обычной воды и «тяжёлой» (т. е. содержащей дейтерий) различаются температурой конденсации. Последние конденсируются и выпадают при меньшем охлаждении, чем обычные, «легкие», что и отражается составом льда, который при этом образуется. При потеплении дейтерия становится больше, а при похолодании меньше. Данные по ледовому керну со станции «Восток» до недавнего времени содержали самый длинный ряд наблюдений за температурой - 420 тыс. лет (опубликованы в журнале Nature в 1999 г.).

Для определения содержания дейтерия и тяжёлой воды используют такие методы как масс-спектральный анализ, методы инфракрасной, атомной адсорбционной спектроскопии, денсиметрию, изотопный обмен. Визуально по форме кристаллов льда невозможно определить наличие тяжёлой воды в воде.

Рассмотрим каждый из этих методов.

Масс-спектроскопия, масс-спектрометрия, масс-спектральный анализ, метод исследования вещества путём определения масс ионов этого вещества (чаще отношений масс ионов к их зарядам) и их количеств. Совокупность значений масс и их относительных содержаний называется масс-спектром.

В масс-спектроскопии используется разделение в вакууме ионов разных масс под воздействием электрических и магнитных полей. Поэтому исследуемое вещество прежде всего подвергается ионизации. Процесс ионизации исключается при изучении ионного состава уже ионизованных газов, например в электрическом разряде или в ионосферах планет. В случае жидких и твёрдых веществ их либо предварительно испаряют, а затем ионизуют, либо же применяют поверхностную ионизацию, при которой образовавшиеся ионы вылетают в вакуум. Чаще исследуются положительные ионы, так как существующие методы ионизации позволяют получать их более простыми путями и в больших количествах, чем отрицательные. Однако в ряде случаев исследуют и отрицательные ионы.

Масс-спектральный анализ элементного состава вещества особенно точен, когда это вещество испаряется в виде исходных нераспавшихся молекул и заметная доля этих молекул не распадается в ионном источнике масс-спектрометра. Тогда, применяя масс-спектрометры с высокой разрешающей способностью, можно, например, однозначно определить число атомов С, Н, О и других в молекуле органического вещества по массе молекулярного иона. Для анализа элементного состава труднолетучих веществ применяют ионизацию методом вакуумной искры. При этом достигается высокая чувствительность (~10 -5 -10 -7 %) и универсальность при умеренной точности в определении содержания компонент (от нескольких % до десятых долей %). Качественный молекулярный масс-спектральный анализ смесей основан на том, что масс-спектры молекул разного строения различны, а количественный - на том, что ионные токи от компонент смеси пропорциональны содержаниям этих компонент.

Первые масс-спектры были получены в Великобритании Дж. Дж. Томсоном (1910), а затем Ф. Астоном (1919). Они привели к открытию стабильных изотопов. Вначале масс-спектроскопия-с. применялась преимущественно для определения изотопного состава элементов и точного измерения атомных масс. Масс-спектроскопия-с. до сих пор является одним из основных методов, с помощью которых получают данные о массах ядер и атомных массах элементов. Вариации изотопного состава элементов могут быть определены с относительной погрешностью ±10 -2 %, а массы ядер - с относительной погрешностью ±10 -5 % для лёгких и ±10 -4 % для тяжёлых элементов.
Высокая точность и чувствительность масс-спектроскопии как метода изотопного анализа привели к её применению и в других областях, где существенно знание изотопного состава элементов, прежде всего в ядерной технике. В геологии и геохимии масс-спектральное определение изотопного состава ряда элементов (свинца, аргона и других) лежит в основе методов определения возраста горных пород и рудных образований. Масс-спектроскопия широко используется в химии для элементного и молекулярного структурного анализа.

В физико-химических исследованиях масс-спектроскопия применяется при исследованиях процессов ионизации, возбуждения частиц и других задач физической и химической кинетики; для определения потенциалов ионизации, теплот испарения, энергий связи атомов в молекулах и тому подобного. С помощью масс-спектроскопии проведены измерения нейтрального и ионного состава верхней атмосферы Земли (возможны аналогичные измерения состава атмосфер других планет). Высокая абсолютная чувствительность метода Масс-спектроскопия-с. позволяет использовать его для анализа очень небольшого количества вещества (~10 -12 г).

Рис. Масс-спектры смеси дейтерированных аминокислот, выделенных из ростовой среды бактерии Brevibacterium methylicum при росте на 98%-ной D 2 O (из статьи О.В. Мосина, 1998)

Масс-спектрограф (массовый спектрометр), прибор для отделения ионов по их массе (или, точнее, по отношению их заряда к массе). В самой простой модификации, ионы сначала ускоряются электрическим полем, а потом отклоняются мощным магнитным полем: чем легче ионы, тем больше отклонение. Масс-спектрограф отклоняет линию получающегося в результате массового спектра на фотографических пластинах; в масс-спектрометре это делается электрическим способом. При изменении поля ионы различной массы могут фокусироваться друг за другом на фотопластинке или детекторе, и получается фиксация отношения заряда к массе.

Денсиметрия (от лат. densus - плотный, густой и метрия), совокупность методов измерения относительной плотности жидких и твёрдых тел. В лабораторной практике распространены методы, основанные на законе Архимеда: относительную плотность определяют по глубине погружения ареометра в исследуемую жидкость или по результатам взвешивания жидкости или твёрдого тела на гидростатических весах. С высокой точностью относительную плотность можно измерить пикнометром, взвешивая сначала пустой пикнометр, затем заполненный дистиллированной водой и, наконец, - исследуемой жидкостью; значение плотности получают из отношения массы исследуемой жидкости к массе воды. В промышленности относительную плотность измеряют с помощью различных автоматических плотномеров, устанавливаемых в технологической линии. Действие таких плотномеров основано на непрерывном взвешивании определённого объёма жидкости; на измерении давления столба жидкости постоянной высоты (гидростатические плотномеры); на учёте изменения скорости распространения звука в зависимости от плотности жидкости (ультразвуковые плотномеры); на измерении рассеяния g-лучей (радиоактивные плотномеры). Существуют плотномеры, действие которых основано и на др. принципах.

Поскольку относительная плотность постоянна для каждого химически однородного вещества и для растворов при данной температуре, то по значению плотности можно судить о наличии примесей в веществе и о концентрации раствора. Это позволяет применять Денсиметрия для исследовательских работ и для производственного контроля в различных отраслях промышленности.

Изотопное разбавление . В изотопных исследованиях с тяжёлой и тритиевой водой часто используют метод изотопного разбавления. Пусть надо проанализировать содержание со единения А в смеси, которую невозможно количественно разде лить на отдельные компоненты.

Эту задачу можно выполнить следующим образом. К смеси добавляют небольшое количество А, содержащего известную примесь радиоактивного изотопа. Единственное условие дальнейшего анализа состоит в том, что бы можно было хотя бы частично отделить из смеси компонент А в чистом виде. Введем коэффициент разбавления, равный от ношению удельной активности изотопа А до разбавления к удельной активности того же изотопа после разбавления. Для стабильных изотопов отношение концентраций конкретного изо топа до и после разбавления во многих случаях можно опреде лить с помощью масс-спектрометра. Исходя из коэффициента разбавления и количества добавленного компонента А, можно рассчитать концентрацию А в исходной смеси.

Метод изотопного разбавления можно использовать, например, для определения общего количества воды в организме. Для этого вводят известное количество воды, содержащей определен ную примесь радиоактивного трития. Через некоторое время, тре буемое для полного смешивания введенной воды с остальной ее частью, отбирают образец сыворотки крови и измеряют в нем удельную активность трития. Если при этом оказалось, что коэффициент разбавления равен, например, 800, то полное количе ство воды в организме в 800 раз превышает объем воды, введен ной в эксперименте.

Метод изотопного обмена применим для многих биохимических, диагностических и структурно-функциональных исследований макромолекул, в том числе белков и ДНК.

Абсолютное содержание дейтерия в обычной воде SMOW 0,015576 ат.%.

Конечно, в домашних условиях полностью очистить воду от дейтерия невозможно, что бы не говорили многочисленные народные умельцы и целители. Также невозможно визуально на глаз отличить кристаллы тяжёлой воды от обычной воды.

Но существуют некоторые методы, которые могут на 40-60% очистить воду от дейтерия. О них уже неоднократно сообщалось на нашем сайте. Например, метод приготовления “протиевой” воды по методу А. Маловичко. Метод состоит в следующем: Эмалированную кастрюлю с отфильтрованной или обычной водопроводной водой нужно поставить в морозильную камеру холодильника. Через пару часов нужно достать её. Поверхность воды и стенки кастрюли уже будут прихвачены первым льдом. Эту воду нужно слить в другую кастрюлю. Лёд, что остался в пустой кастрюле, содержит в себе молекулы тяжёлой воды, которая замерзает раньше, чем обычная вода, при +3,8 0C. Этот первый лёд, содержащий тяжёлую воду, выбрасывают. А кастрюлю с водой снова поставить в морозильник. Когда вода в ней замерзает на две трети, незамёрзшую воду нужно снова слить – это вода, которая содержит всю химию и вредные примеси. А тот лёд, который остался в кастрюле – это и есть очищенная от дейтерия вода, которая необходима организму человека. Она очищена от примесей и тяжёлой воды на 60% и содержит 15 мг кальция на один литр жидкости. Нужно растопить этот лёд при комнатной температуре и пить эту воду в течении суток.

О другом методе очистки воды от дейтерия сообщил мне инженер М. М. Муратовым. Им сконструирована установка, позволяющая получать лёгкую воду заданного солевого состава с пониженным содержанием в ней тяжёлой воды в домашних условиях методом равномерного замораживания. Статья в комсомолке с докладом А.А. Тимакова "Основные эффекты легкой воды" на 8-й Всероссийской научной конференции по теме "Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул" 6 - 10 ноября 2003г., вызвала интерес у инженера М.М. Муратова и решив проверить свойства этой воды, он с ноября 2006 г. стал "облегчать" воду для приготовления пищи и питья равномерным вымораживанием.

По методу М.М. Муратова вода аэрировалась и охлаждалась с образованием циркулирующего в емкости потока воды, до момента образования мелких кристаллов льда. После чего фильтровалась. На фильтре оставалось менее 2% льда, содержащего тяжёлую воду.

По данным автора этого метода 6-х месячное употребление легкой воды показало: При употреблении в пище и питье в сумме 2.5-3 литра в сутки значительное улучшение самочувствия на 5-й день употребления. Это выразилось в том, что прошли сонливость и хроническая усталость, исчезли “тяжесть” в ногах, уменьшились сезонные аллергические проявления без употребления лекарств. За 10 дней, заметно, около 0.5 диоптрии улучшилось зрение. Спустя месяц прошли боли в коленном суставе. Спустя 4 месяца исчезли симптомы хронического панкреатита и прошли небольшие боли в области печени. За 6 месяцев прошли боли связанные с ИБС и боли в области спины и поясницы. 1 вирусная инфекция прошла в очень легкой форме, “на ногах”. Уменьшились проявления варикозного расширения вен. Также отмечено заметное улучшение вкусовых качеств и воды, и продуктов приготовленных с применением обработанной воды. Последний факт подтвержден дегустационной комиссией промышленного предприятия, и хорошо заметен обычным потребителям воды.

Пожалуй, этими двумя доступными методами исчерпываются методы очистки воды от дейтерия в домашних условиях. Но если Вы так хотите пить лёгкую воду, почти полностью очищенную от дейтерия, попробуйте продукцию компании “Лангвэй”.

Лёгкая вода – это вода, очищенная от тяжёлой воды. Изотоп водорода, дейтерий, отличающийся наличием в ядре «лишнего» нейтрона, может образовывать с кислородом молекулу воды. Такая вода, в молекуле которой атом водорода замещён атомом дейтерия, называется тяжёлой. Содержание дейтерия в различных природных водах очень неравномерно. Оно может меняться от 0,03 % (относительно общего количества атомов водорода) – это вода из Антарктического льда, - самая лёгкая природная вода – в ней дейтерия в 1,5 раза меньше, чем в морской воде. Талая снеговая и ледниковая воды в горах и некоторых других регионах Земли также содержат меньше тяжелой воды, чем та, которую мы обычно пьем.

Лёгкая питьевая вода «Лангвей» производится с различным остаточным содержанием дейтерия (от 125 до 50 ppm). Она фасуется в бутылки ПЭТ емкостью 0,55 л и 1,5 л) и предназначена для питья и приготовления пищи. На основании клинических испытаний, проведенных в Российском Научном Центре восстановительной медицины и урортологии и в Институте красоты, легкая питьевая вода «Лангвей» рекомендована в качестве ежедневного напитка для нормализации углеводного и липидного обмена, артериального давления, коррекции веса, улучшения работы желудочно-кишечного тракта, увеличения скорости водообмена и выведения шлаков и токсинов из организма.

Таблица. Сравнительная характеристика легкой питьевой воды "Лангвей" и минеральных вод известных марок

Подобная технология позволяет произвести очистку природной воды от дейтерия до рекордных величин порядка 1-2 ppm. Это по-настоящему химически чистая лёгкая вода заданного изотопного состава. Кроме того, производительность очистки воды этим методом на порядок величин выше любого другого способа, что, соответственно, снижает ее стоимость. При широкомасштабном производстве лёгкой воды, в будущем она станет доступной любому человеку.

У человека повышается физическая активность, появляется дополнительная энергия, отступают болезни, замедляется процесс старения.

Легкая вода «Лангвей» незаменима при:
повышенном артериальном давлении;
сахарном диабете;
избыточной массе тела.

Для достижения хорошего очищающего и оздоравливающего эффекта воду необходимо пить курсом не менее 3-4-х месяцев.

Клинические испытания легкой воды «Лангвей» с остаточным содержанием дейтерия 60-100 ррм, проведенные РНЦ восстановительной медицины и курортологии МЗ РФ, показали, что она может быть рекомендована как вспомогательное средство в комплексном лечении больных метаболическим синдромом (артериальная гипертония, ожирение, нарушение углеводного обмена, дислипидемия) и сахарным диабетом.

Кроме того, было обнаружено, что легкая вода улучшает качество жизни при почечно-каменной болезни и различных нарушениях в работе желудочно-кишечного тракта (колиты и гастриты).

По данным профессора Г.Д. Бердышева, много лет успешно использующего легкую воду в своей практике, даже небольшая (на 10-15%) очистка природной воды от тяжелой способна превратить её в биологический стимулятор.

Многочисленные эксперименты по оценке биологической активности легкой воды показали, что она, действительно, является более благоприятной средой для жизни, чем обычная вода.

За рубежом легкая питьевая вода применяется в качестве ежедневного профилактического противоракового средства. В США легкая вода стала питьевой водой многих голливудских звезд, а в Японии объем ее потребления удваивается каждый год.

В настоящее время компания по производству лёгкой воды Лангвэй – это динамично развивающаяся на российском рынке компания, которая использует современные научные разработки наших и зарубежных учёных.

С уважением,
к.х.н. О.В. Мосин

Содержание статьи

ДЕЙТЕРИЙ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА. Дейтерий (тяжелый водород) – один из двух стабильных изотопов водорода , ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона. Молекула D 2 – двухатомна. Содержание в природном водороде – 0,012–0,016%. Температура плавления – 254,5° С, температура кипения – 249,5° С. Тяжелая вода D 2 O (оксид дейтерия) – изотопная разновидность воды; плотность 1,1, температура плавления – 3,8° С, температура кипения – 101,4° С.

В 1932 одно за другим следовали выдающиеся открытия в области физики: были открыты нейтрон и позитрон, разработана протоно-нейтронная теория строения ядер и релятивистская квантовая механика, построен первый циклотрон и изобретен электронный микроскоп, проведена первая реакция ядерного синтеза, экспериментально измерена скорость движения молекул. Недаром физики назвали этот год anno mirabilis – год чудес. В этом же году был открыт и второй изотоп водорода, названный дейтерием (от греческого deuteros – второй, символ D).

Открытие дейтерия может служить прекрасной иллюстрацией к парадоксальному на первый взгляд высказыванию французского физикохимика Анри Ле Шателье , обращенному к ученикам: «Ошибкой не только начинающих исследователей, но многих немолодых, весьма опытных и зачастую талантливых ученых является то, что они устремляют свое внимание на разрешение очень сложных проблем, для чего еще недостаточно подготовлена почва. Если вы хотите сделать нечто действительно большое в науке, если вы хотите создать нечто фундаментальное, беритесь за детальное обследование самых, казалось бы, до конца обследованных вопросов. Эти-то на первый взгляд простые и не таящие в себе ничего нового объекты и являются тем источником, откуда вы при умении сможете почерпнуть наиболее ценные и порой неожиданные данные».

Действительно, что можно было ожидать от исследования физических свойств обыкновенной чистой воды – они были изучены, как говорится, вдоль и поперек еще в 19 в. Вспомним однако, что проведенные в 1893 рутинные определения плотности газообразного азота, полученного разными методами (литр азота из воздуха весил 1,257 г, а полученного химическим путем – 1,251 г), привели к выдающемуся открытию – сначала аргона, а за ним и других благородных газов.

Можно ли было надеяться обнаружить нечто новое в обычной воде? В начале 19 в. лондонский врач и химик Уильям Праут опубликовал гипотезу, согласно которой из самого легкого элемента – водорода могли возникнуть все остальные элементы путем конденсации. В этом случае атомные массы всех элементов должны быть кратны массе атома водорода. Определения атомных масс, которые оказались дробными, эту гипотезу не подтвердили, и химики 19 в. часто осмеивали ее как лишенную научного содержания (см . ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АТОМНАЯ МАССА).

В 1917 немецкий ученый К.Шерингер предположил, что атомы разных элементов построены не только из протия (от греческого protos – первый), т.е. «легкого» водорода с атомной массой 1, а из разных изотопов водорода. К тому времени уже было известно, что один и тот же элемент может иметь изотопы с разной массой. Впечатляющих успехов в открытии большого числа изотопов нерадиоактивных элементов достиг английский физик Фрэнсис Уильям Астон с помощью сконструированного им масс-спектрографа. В этом приборе изучаемые атомы или молекулы бомбардируются пучком электронов и превращаются в положительно заряженные ионы. Пучок этих ионов далее подвергается действию электрического и магнитного поля, и их траектории отклоняются от прямой. Это отклонение тем сильнее, чем больше заряд иона и чем меньше его масса. Из значений отклоняющих напряжений непосредственно получают относительные массы ионов. А из интенсивности пучка ионов с данной массой можно судить об относительном содержании в образце этих ионов.

Гипотеза Шерингера предполагала, что и у самого легкого элемента – водорода тоже могут быть изотопы. Однако попытки обнаружить «второй», тяжелый водород, предпринятые в 1919 Отто Штерном и Максом Фольмером, оказались безуспешными. Не удалось обнаружить его и Астону. Это означало одно из двух: либо у водорода тяжелого изотопа вовсе нет, либо его содержание в природном водороде слишком мало и чувствительности имевшегося в распоряжении Астона прибора недостаточно для его обнаружения. Правильным оказалось второе предположение, однако тяжелый водород прятался от исследователей в течение еще многих лет, маскируясь под ошибки эксперимента.

В 1927 Астон очень точно для того времени измерил отношение масс атомов водорода и кислорода-16; у него получилось 1,00778:16,0000, что, казалось, находится в прекрасном соответствии с результатами самых точных измерений атомной массы водорода химическим путем: у химиков это отношение получалось равным 1,00777:16,0000. Однако такое единодушие физиков и химиков было недолгим: оказалось, что природный кислород, с которым работали химики, – плохой эталон для измерения атомных масс, поскольку кислород представляет собой смесь изотопов, причем их относительное содержание в разных источниках не вполне постоянно. Точные измерения в начале 30-х соотношения 18 O: 16 O = 1:630 существенным образом изменили все прежние расчеты и данные об атомных массах. Пришлось в срочном порядке отказываться от «химической» шкалы атомных масс и переходить на «физическую» шкалу, основанную на кислороде-16. Такой пересчет данных химических анализов дал отношение масс Н: 16 О = 1,00799:16,0000, что уже заметно отличалось от измерений Астона. Кто же ошибся – физики или химики, выполнившие определения атомных масс? И те и другие ручались за точность своих определений, расхождение в результатах далеко выходило за пределы экспериментальных ошибок.

В 1931 было высказано предположение о том, что причина небольшого расхождения – наличие в обычном водороде более тяжелого изотопа. Расчеты показали, что расхождение устраняется в том случае, если на 5000 атомов обычного водорода 1 H приходится всего один атом его вдвое более тяжелой разновидности 2 Н. Дело оставалось за малым – обнаружить этот изотоп экспериментально. Но как это сделать, если его действительно так мало? С учетом чувствительности имевшейся в то время аппаратуры выход был один: сконцентрировать тяжелый водород, увеличив тем самым его содержание в обычном водороде, – примерно так же, как концентрируют спирт, перегоняя его смесь с водой. Если перегонять смесь обычного и тяжелого водорода, остаток должен обогащаться более тяжелым изотопом. После этого можно было снова попытаться обнаружить тяжелый изотоп водорода аналитически.

В конце 1931 группа американских физиков – Гарольд Юри со своими учениками, Фердинандом Брикведде и Джорджем Мерфи, взяли 4 л жидкого водорода и подвергли его фракционной перегонке, получив в остатке всего 1 мл, т.е. уменьшив объем в 4 тысячи раз. Этот последний миллилитр жидкости после ее испарения и был исследован спектроскопическим методом. Талантливый спектроскопист Гарольд Клейтон Юри заметил на спектрограмме обогащенного водорода новые очень слабые линии, отсутствующие у обычного водорода. При этом положение линий в спектре точно соответствовало проведенному им квантово-механическому расчету предполагаемого атома 2 H. Соотношение интенсивностей линий нового изотопа (Юри назвал его дейтерием) и обычного водорода показало, что в исследованном обогащенном образце нового изотопа в 800 раз меньше, чем обычного водорода. Значит, в исходном водороде тяжелого изотопа еще меньше. Но насколько?

Пытаясь оценить так называемый коэффициент обогащения при испарении жидкого водорода, исследователи поняли, что в своих опытах использовали самый неподходящий источник водорода. Дело в том, что он был получен, как обычно, путем электролиза воды. А ведь при электролизе легкий водород должен выделяться быстрее, чем тяжелый. Получается, что образец был сначала обеднен тяжелым водородом, а затем снова обогащался им!

После того, как дейтерий был обнаружен спектроскопически, Эдвард Уошберн предложил разделять изотопы водорода электролизом. Эксперименты показали, что при электролизе воды легкий водород действительно выделяется быстрее, чем тяжелый. Именно это открытие стало ключевым для получения тяжелого водорода. Статья, в которой сообщалось об открытии дейтерия, была напечатана весной 1932, а уже в июле были опубликованы результаты по электролитическому разделению изотопов. В 1934 за открытие тяжелого водорода Юри была присуждена Нобелевская премия по химии. (Уошберн тоже был представлен к премии, но скончался в том же году, а по положению о Нобелевских премиях они вручаются только прижизненно.)

Когда был открыт нейтрон, стало ясно, что в ядре дейтерия, в отличие от протия, помимо протона находится также нейтрон. Поэтому ядро дейтерия – дейтрон вдвое тяжелее протона; его масса в углеродных единицах равна 2,0141018. В среднем в природном водороде содержится 0,0156% дейтерия. В прибрежной морской воде его немного больше, в поверхностных водах суши – меньше, в природном газе – еще меньше (0,011–0,013%). По химическим свойствам дейтерий схож с протием, но огромное различие в их массах приводит к заметному замедлению реакций с участием атомов дейтерия. Так, реакция дейтерированного углеводорода R–D с хлором или кислородом замедляется, в зависимости от температуры, в 5–10 раз по сравнению с реакцией R–Н. С помощью дейтерия можно «пометить» водородсодержащие молекулы и изучить механизмы их реакций. Так, в частности, были изучены реакции синтеза аммиака, окисления углеводородов, ряд других важных процессов.

Тяжелая вода.

После фундаментальных работ Уошберна и Юри исследования нового изотопа стали развиваться быстрыми темпами. Уже вскоре после открытия дейтерия в природной воде была обнаружена ее тяжелая разновидность. Обычная вода состоит в основном из молекул 1 Н 2 О. Но если в природном водороде есть примесь дейтерия, то и в обычной воде должны быть примеси НDO и D 2 O. И если при электролизе воды Н 2 выделяется с большей скоростью, чем НD и D 2 , то со временем в электролизере должна накапливаться тяжелая вода. В 1933 Гилберт Льюис и американский физикохимик Роналд Макдональд сообщили, что в результате длительного электролиза обычной воды им удалось получить не виданную никем до этого новую разновидность воды – тяжелую воду.

Открытие и выделение весовых количеств новой разновидности воды – D 2 O произвело большое впечатление на современников. Всего за два года после открытия было опубликовано более сотни работ, посвященных исключительно тяжелой воде. О ней читались популярные лекции, печатались статьи в массовых изданиях. Практически сразу же после открытия тяжелую воду стали использовать в химических и биологических исследованиях. Так, было обнаружено, что рыбы, микробы и черви не могут существовать в ней, а животные погибают от жажды, если их поить тяжелой водой. Не прорастают в тяжелой воде и семена растений.

Однако технически получение значительных количеств D 2 О представляло собой трудную задачу. Для обогащения воды дейтерием на 99% необходимо уменьшить объем воды при электролизе в 100 тысяч раз. Льюис и Макдональд взяли для своих опытов 10 л воды из проработавшей несколько лет большой электролитической ванны, в которой содержание дейтерия было повышенным. Пропуская через эту воду ток большой силы – 250 ампер (для увеличения электропроводности вода содержала щелочь), они за неделю уменьшили ее объем в 10 раз. Чтобы жидкость при электролизе таким огромным током не закипела, ее приходилось непрерывно охлаждать холодной водой, пропускаемой по металлическим трубкам внутри электролизера. Остаток объемом 1 л перенесли в электролизер поменьше и снова путем электролиза снизили объем в 10 раз. Затем в третьей ячейке объем был уменьшен до 10 мл, и, наконец, в четвертой он был доведен до 0,5 мл. Отогнав этот остаток в вакууме в небольшую колбочку, они получили воду, содержащую 31,5% D 2 O. Ее плотность (1,035) уже заметно отличалась от плотности обычной воды.

В следующей серии опытов из 20 л воды, также в несколько этапов, получили 0,5 мл воды с плотностью 1,075, содержащей уже 65,7% D 2 O. Продолжая такие опыты, удалось, наконец, получить 0,3 мл воды, плотность которой (1,1059 при 25° С) уже больше не увеличивалась при уменьшении объема при электролизе до 0,12 мл. Эти несколько капель и были первые за всю историю Земли капли почти чистой тяжелой воды. Соответствующие расчеты показали, что прежние оценки соотношения обычного и тяжелого водорода в природе были слишком оптимистическими: оказалось, что в обычной воде содержится всего 0,017% (по массе) дейтерия, что дает соотношение D:Н = 1:6800.

Чтобы получать заметные количества тяжелой воды, необходимой ученым для исследований, необходимо было подвергать электролизу уже огромные по тем временам объемы обычной воды. Так, в 1933 группе американских исследователей для получения всего 83 мл D 2 O 99%-ой чистоты пришлось взять уже 2,3 тонны воды, которую разлагали в 7 стадий. Было ясно, что такими методами ученые не смогут обеспечить всех желающих тяжелой водой. А тут выяснилось, что тяжелая вода является прекрасным замедлителем нейтронов и потому может быть использована в ядерных исследованиях, в том числе для построения ядерных реакторов. Спрос на тяжелую воду вырос настолько, что стала ясна необходимость налаживания ее промышленного производства. Трудность состояла в том, что для получения 1 тонны D 2 O необходимо переработать около 40 тысяч тонн воды, израсходовав при этом 60 млн кВт-ч электроэнергии – столько уходит на выплавку 3000 т алюминия!

Первые полупромышленные установки были маломощными. В 1935 на установке в Беркли еженедельно получали 4 г почти чистой D 2 O, стоимость которой составляла 80 долларов за грамм – это очень дорого, если учесть, что за прошедшие годы доллар «подешевел» в десятки раз. Более эффективной была установка в химической лаборатории Принстонского университета – она давала ежедневно 3 г D 2 O ценой по 5 долларов за грамм (через 40 лет стоимость тяжелой воды снизилась до 14 центов за грамм). Наиболее трудоемким оказался самый первый этап электролиза, в котором концентрация тяжелой воды повышалась до 5–10%, поскольку именно на этом этапе приходилось перерабатывать огромные объемы обычной воды. Дальнейшее концентрирование можно было уже без особых проблем провести в лабораторных условиях. Поэтому преимущества получали те промышленные установки, которые могли подвергать электролизу большие объемы воды.

Теоретически можно вместо электролиза использовать простую перегонку, поскольку обычная вода испаряется легче, чем тяжелая (ее температура кипения 101,4° С). Однако этот способ еще более трудоемкий. Если при электролизе коэффициент разделения изотопов водорода (т.е. степень обогащения в одной стадии) теоретически может достигать 10, то при перегонке он составляет всего 1,03–1,05. Это означает, что разделение путем перегонки исключительно малоэффективно. Академик Игорь Васильевич Петрянов-Соколов как-то подсчитал, сколько воды должно испариться из чайника, чтобы в остатке заметно повысилось содержание дейтерия. Оказалось, что для получения 1 литра воды, в которой концентрация D 2 О всего в 10 раз превышает природную, в чайник надо долить в общей сложности 2,1O 30 тонн воды, что в 300 млн. раз превышает массу Земли!

Масса молекулы D 2 O на 11% превышает массу Н 2 О. Такая разница приводит к существенным различиям в физических, химических и, что особенно важно, биологических свойствах тяжелой воды. Тяжелая вода кипит при 101,44° С, замерзает при 3,82° С, имеет плотность при 20° С 1,10539 г/см 3 , причем максимум плотности приходится не на 4° С, как у обычной воды, а на 11,2° С (1,10602 г/см 3). Кристаллы D 2 O имеют такую же структуру, как и обычный лед, но они более тяжелые (0,982 г/см 3 при 0°С по сравнению с 0,917 г/см 3 для обычного льда). В смесях с обычной водой с большой скоростью происходит изотопный обмен: Н 2 О + D 2 O 2HDO. Поэтому в разбавленных растворах атомы дейтерия присутствуют в основном в виде HDO. В среде тяжелой воды значительно замедляются биохимические реакции, и эта вода не поддерживает жизни животных и растений.

В настоящее время разработан ряд эффективных методов получения тяжелой воды: электролизом, изотопным обменом, сжиганием обогащенного дейтерием водорода. В настоящее время тяжелую воду получают ежегодно тысячами тонн. Ее используют в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя в ядерных реакторах (для заполнения одного современного крупного ядерного реактора требуется 100–200 тонн тяжелой воды чистотой не менее 99,8%); для получения дейтронов D + в ускорителях частиц; как растворитель в спектроскопии протонного магнитного резонанса (обычная вода своими протонами смазывает картину). Не исключено, что роль тяжелой воды значительно возрастет, если будет осуществлен промышленный термоядерный синтез.

«Битва за воду».

Для промышленного получения тяжелой воды очень важно наличие дешевой электроэнергии. Уже в довоенные годы стало понятно, что идеальные условия для этого имеются в Норвегии, где давно работали мощные электролизные установки для получения водорода. Завод по производству тяжелой воды вошел в строй в 1934; к 1938 он производил 40 кг D 2 О в год, а в 1939 – второе больше. В то время уже стало очевидным огромное стратегическое значение тяжелой воды для разработки ядерного оружия. Поэтому не удивительно, что немцы, оккупировавшие Норвегию в мае 1940, приняли самые энергичные меры по засекречиванию завода тяжелой воды и его охране. К концу 1941 Германия вывезла из Норвегии 361 кг чистой D 2 O, а через год – уже 800 кг.

Союзники отдавали себе отчет в смертельной для себя опасности норвежского производства и потому решили во что бы то ни стало уничтожить завод. Главный инженер завода Йомар Брун с риском для жизни достал исключительно ценную информацию – чертежи и фотографии завода. Все материалы были пересняты на микропленку и в тюбике для зубной пасты переправлены через Швецию в Англию. Немцы ожидали нападения с воздуха на завод и усиленно укрепляли особо важные цеха. Поэтому было решено послать в Норвегию специально подготовленную команду подрывников. Диверсионной группе удалось взорвать электролизные баки в цехе концентрирования тяжелой воды. На восстановление оборудования ушло полгода – срок огромный в условиях войны. Немцы решили подстраховаться, и в мае 1943 их делегация, состоящая из ученых и промышленников, выехала в Италию, чтобы наладить там производство тяжелой воды на электролизном заводе в поселке Маренго на севере страны. Но было уже поздно: 3 сентября король Виктор-Эммануил III подписал на Сицилии акт о капитуляции Италии, а 9 сентября около Неаполя на территорию Италии вступили англо-американские войска. Так что норвежский завод оставался для немцев единственным источником тяжелой воды. Однако и он уже был обречен: 16 ноября на завод был произведен массированный воздушный налет. В течение 33 минут 140 тяжелых бомбардировщиков «Летающая крепость» сбросили на завод 800 бомб! В результате была выведена из строя гидроэлектростанция, однако установки для производства тяжелой воды, защищенные толстым слоем бетона, практически не пострадали. Не обошлось и без жертв среди мирного норвежского населения – погибло 22 человека.

Немцы понимали, что и после бомбежки союзники не оставят завод в покое, и потому приняли решение вывезти в Германию все имеющиеся запасы тяжелой воды – а было ее ни много ни мало 15 тонн! Разведка союзников сработала четко и своевременно: в результате тщательно продуманной и с блеском проведенной операции 20 февраля 1944 был взорван паром, на котором находились железнодорожные цистерны с тяжелой водой. Паром, переправлявшийся в этот момент через озеро Тинсьё, пошел на дно, и поднять его было практически невозможно, так как озеро было очень глубоким – около 400 м. И в этом эпизоде битвы за тяжелую воду не обошлось без трагедии: за уничтожение практически всего запаса тяжелой воды заплатили жизнью 14 норвежцев, находившихся на пароме. Но немцы лишились всякой возможности запустить ядерный реактор и получить атомную бомбу.

Илья Леенсон