Преглед на кодот на Деутериум

{{Инфокутија Изотоп|image=Deuterium discharge tube.jpg|image_caption=Деутериум|name=Деутериум, водород-2, D|alternate_names=водород-2, D, {{sup|2}}H|mass_number=2|symbol=H|num_neutrons=1|num_protons=1|abundance=0.0156% (земја)<ref>{{cite journal |last1=Hagemann |first1=R |last2=Nief |first2=G |last3=Roth |first3=E |name-list-style=vanc |year=1970 |title=Absolute isotopic scale for deuterium analysis of natural waters. Absolute D/H ratio for SMOW&nbsp;1 |journal=[[Tellus A|Tellus]] |volume=22 |issue=6 |pages=712–715 |doi=10.1111/j.2153-3490.1970.tb00540.x|bibcode=1970Tell...22..712H }}</ref>|mass=2.01410177811{{AME2016 II|ref}}|spin=1<sup>+</sup>|excess_energy={{val|13135.720|0.001}}|binding_energy={{val|2224.57|0.20}}|halflife=стабилен}}

'''Деутериум''' ('''водород-2''', симбол '''{{Гинд|2}}H''' или '''D''', познат и како '''тежок водород''') — еден од двата стабилни [[Изотопи на водородот|изотопи]] на [[водород]]от; другиот е протиум, или водород-1, {{Гинд|1}}H. [[Атомско јадро|Јадрото]] на деутериум ('''деутерон''') содржи еден [[протон]] и еден [[неутрон]], додека многу почестиот {{Гинд|1}}H нема неутрони.

Името ''деутериум'' доаѓа од грчкиот ''[[wiktionary:δεύτερος|deuteros]]'', што значи „втор“.<ref>{{Наведено списание|last=[[Harold Urey]]|last2=G. M. Murphy|last3=[[Ferdinand Brickwedde|F. G. Brickwedde]]|year=1933|title=A Name and Symbol for H{{sup|2}}|journal=Journal of Chemical Physics|volume=1|issue=7|pages=512–513|doi=10.1063/1.1749326}}</ref><ref name="diplogen">{{Наведено списание|date=February 2012|title=The deeds to deuterium|journal=Nature Chemistry|volume=4|issue=3|page=236|bibcode=2012NatCh...4..236O|doi=10.1038/nchem.1273|pmid=22354440|doi-access=free}}</ref> Американскиот хемичар Харолд Уреј го открил деутериумот во 1931 година. Уреј произвел примероци од [[тешка вода]] во која {{Гинд|2}}H била високо концентрирана. Откритието на деутериумот му донело на Уреј Нобеловата награда во 1934 година.

Речиси целиот деутериум пронајден во природата бил синтетизиран во [[Големата експлозија]] пред 13.8 милијарди години, формирајќи го исконскиот сооднос од {{Гинд|2}}H до {{Гинд|1}}H (≈26&nbsp;јадра на деутериум на 10{{Гинд|6}} водородни јадра). Деутериумот последователно се произведува од бавниот ѕвезден [[Протонско-протонски ланец|протонско-протонски синџир]], но брзо се уништува со егзотермни [[Јадрено соединување|јадрени соединувања]]. [[Деутериумско согорување|Реакцијата деутериум-деутериум]] има втор најнизок енергетски праг и е астрофизички најпристапна, што се јавува и кај [[Ѕвезда|ѕвездите]] и кај [[Кафеаво џуџе|кафеавите џуџиња]].

[[Гасовит џин|Гасовитите џиновски планети]] го прикажуваат исконскиот сооднос на деутериумот. Кометите покажуваат покачен сооднос сличен на океаните на Земјата (156 јадра на деутериум на {{Гинд|6}}јадра на водород). Ова ги зацврстува теориите дека голем дел од водата во океаните на Земјата е од кометно потекло.<ref name="nature2">{{Наведено списание|displayauthors=6|date=October 2011|title=Ocean-like water in the Jupiter-family comet 103P/Hartley 2|journal=Nature|volume=478|issue=7368|pages=218–220|bibcode=2011Natur.478..218H|doi=10.1038/nature10519|pmid=21976024}}</ref><ref name="Hersant">{{Наведено списание|last=Hersant|first=Franck|last2=Gautier|first2=Daniel|last3=Hure|first3=Jean-Marc|year=2001|title=A two-dimensional model for the primordial nebula constrained by D/H measurements in the Solar system: Implications for the formation of giant planets|journal=The Astrophysical Journal|volume=554|issue=1|pages=391–407|bibcode=2001ApJ...554..391H|doi=10.1086/321355|doi-access=free}}</ref> Односот на деутериум на кометата [[67P/Чурјумов-Герасименко]], измерен со вселенската сонда ''Розета'', е околу три пати поголем од оној на водата на Земјата. Оваа бројка е највисока досега измерена во комета, така што соодносот на деутериум продолжува да биде активна тема на истражување и во астрономијата и во климатологијата.<ref name="sciencemag.org">{{Наведено списание|displayauthors=6|date=January 2015|title=Cometary science. 67P/Churyumov–Gerasimenko, a Jupiter family comet with a high D/H ratio|url=https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01346024/file/D%3AH_CG_Science.pdf|journal=[[Science (journal)|Science]]|volume=347|issue=6220|page=1261952|bibcode=2015Sci...347A.387A|doi=10.1126/science.1261952|pmid=25501976}}</ref>

Деутериумот се користи во повеќето [[Јадрено оружје|јадрени оружја]], многу експерименти за јадрено соединување и како најефективен модератор на неутрони, првенствено во јадрени реактори со тешка вода. Се користи и како изотопска ознака, во биогеохемијата, NMR спектроскопијата и деутерираните лекови.

== Разлики од обичниот водород (протиум) ==
[[Податотека:Hydrogen_deuterium_glow_comparison.png|мини|Водород (горе) и деутериум (долу) светат во гасни цевки]]

=== Хемиски симбол ===
Деутериумот често се претставува со [[Хемиски симбол|хемискиот симбол]] D. Бидејќи е изотоп на [[водород]] со масен број 2, тој е претставен и со {{Гинд|2}}H. [[Меѓународен сојуз за чиста и применета хемија|Меѓународниот сојуз за чиста и применета хемија (МСЧПХ)]] го дозволува и симболот D и {{Гинд|2}}H, иако се претпочита {{Гинд|2}}H.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html|title=Provisional Recommendations|work=Nomenclature of Inorganic Chemistry|series=Chemical Nomenclature and Structure Representation Division|publisher=[[IUPAC]]|id=§ IR-3.3.2|archive-url=https://web.archive.org/web/20061027174015/http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html|archive-date=27 October 2006|accessdate=2007-10-03}}</ref> За погодност се користи посебен хемиски симбол поради вообичаената употреба на изотопот во различни научни процеси. Исто така, неговата голема масна разлика со [[Изотопи на водородот|протиумот]] ({{Гинд|1}}H) дава незанемарливи хемиски разлики со соединенијата {{Гинд|1}}H. Деутериумот има маса од {{Вред|2.014102}}, околу двапати поголема од средната [[атомска тежина]] на водород од {{Вред|1.007947}} Da, или двојно поголема маса на протиум од {{Вред|1.007825}} Da. Односите на тежина на изотопи во другите елементи се во голема мера незначителни во овој поглед.

=== Спектроскопија ===
Во [[Квантна механика|квантната механика]], енергетските нивоа на електроните во атомите зависат од намалената маса на системот на електрони и јадрото. За водороден атом, улогата на намалената маса наједноставно се гледа преку [[Боров модел|Боровиот модел]] на атомот, каде што намалената маса се појавува при едноставна пресметка на Ридберговата константа и Ридберговата равенка, но намалената маса се појавува и во [[Шредингерова равенка|Шредингеровата равенка]] и во Дираковата равенка за пресметување на нивоата на атомска енергија.

Намалената маса на системот во овие равенки е блиску до масата на еден електрон, но се разликува од неа за мала количина приближно еднаква на односот на масата на електронот кон јадрото. За {{Гинд|1}}H, оваа сума е околу{{Ндроп|1837|1836}} или 1.000545, а за {{Гинд|2}}H е уште помала: {{Ндроп|3671|3670}}. Затоа, енергиите на линиите на електронските спектри за {{Гинд|2}}H и {{Гинд|1}}H се разликуваат според односот на овие два броја, кој е 1,000272. Брановите должини на сите деутериумски спектроскопски линии се пократки од соодветните линии на лесен водород, за 0,0272%. Во астрономското набљудување, ова одговара на сино доплерско поместување од 0,0272% од [[Брзина на светлината|брзината на светлината]], или 81,6&nbsp;km/s.<ref>{{Наведено списание|date=7 February 2000|title=Detection of deuterium Balmer lines in the Orion Nebula|journal=Astronomy and Astrophysics|volume=354|page=L79|arxiv=astro-ph/0002141|bibcode=2000A&A...354L..79H}}</ref>

Разликите се многу поизразени во вибрационата спектроскопија како што се [[Инфрацрвена спектроскопија|инфрацрвената спектроскопија]] и Рамановата спектроскопијата,  и во ротационите спектри како што е микробрановата спектроскопија бидејќи намалената маса на деутериумот е значително повисока од онаа на протиумот. Во спектроскопијата на јаглената магнетна резонанца, деутериумот има многу различна [[Јадрена магнетна резонанција|ЈМР]] фреквенција (на пр. 61&nbsp;MHz кога протиумот е на 400&nbsp;MHz) и е многу помалку чувствителен. Деутерираните растворувачи обично се користат во протиумска [[Јадрена магнетна резонанција|ЈМР]] за да се спречи преклопувањето на растворувачот со сигналот, иако е можно и сам по себе деутериумски [[Јадрена магнетна резонанција|ЈМР]].

=== Нуклеосинтеза на Големата експлозија ===
Се смета дека деутериумот одиграл голема улога во одредувањето на бројот и односот на елементите кои биле формирани во [[Големата експлозија]]. Комбинирајќи ја [[термодинамика]]та и промените предизвикани од космичката експанзија, може да се пресмета фракцијата на [[протон]]ите и [[неутрон]]ите врз основа на температурата во точката кога универзумот се оладил доволно за да овозможи формирање на [[Атомско јадро|јадра]]. Оваа пресметка покажува седум протони за секој неутрон на почетокот на нуклеогенезата, однос кој би останал стабилен дури и по завршувањето на нуклеогенезата. Оваа фракција првично била во корист на протоните, првенствено затоа што помалата маса на протонот го фаворизирала нивното производство. Како што Вселената се ширела, тој се оладувал. [[Неутрон|Слободните неутрони]] и протони се помалку стабилни од јадрата на [[хелиум]]от, а протоните и неутроните имале силна енергетска причина да формираат хелиум-4. Сепак, формирањето на хелиум-4 бара среден чекор на формирање на деутериум.

Во голем дел од неколкуте минути по Големата експлозија за време на која можело да се случи нуклеосинтеза, температурата била доволно висока што средната енергија по честичка била поголема од енергијата на врзување на слабо врзаниот деутериум; затоа, секој деутериум што се формирал веднаш бил уништен. Оваа ситуација е позната како '''тесно грло на деутериумот'''. Тесното грло го одложило формирањето на кој било хелиум-4 додека Вселената не се изладила доволно за да формира деутериум (на околу температура еквивалентна на 100&nbsp;[[Електронволт|keV]]). Во овој момент, постоел ненадеен излив на формирање на елемент (првиот деутериум, кој веднаш се споил во хелиум). Меѓутоа, многу брзо потоа, дваесет минути по Големата експлозија, Вселената станала премногу ладна за какво било понатамошно [[јадрено соединување]] или нуклеосинтеза. Во овој момент, елементарните изобилства биле речиси фиксирани, со единствена промена бидејќи некои од [[Радиоактивност|радиоактивните]] производи на нуклеосинтезата на Големата експлозија (како што е [[тритиум]]от) се распаѓаат.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.einstein-online.info/en/spotlights/BBN_phys/index.html|title=Equilibrium and change: The physics behind Big Bang nucleosynthesis|last=Weiss|first=Achim|work=Einstein Online|archive-url=https://web.archive.org/web/20070208212219/http://www.einstein-online.info/en/spotlights/BBN_phys/index.html|archive-date=8 February 2007|accessdate=2007-02-24}}</ref> Тесното грло на деутериумот во формирањето на хелиум, заедно со недостатокот на стабилни начини за хелиум да се комбинира со водородот или со самиот себе (ниту едно стабилно јадро нема масен број 5 или 8) значело дека во Големата експлозија се формирала незначителна количина на јаглерод, или какви било елементи потешки од јаглеродот. Овие елементи на тој начин барале формирање во ѕвезди. Во исто време, неуспехот на голем дел од нуклеогенезата за време на Големата експлозија обезбедила многу водород во подоцнежниот универзум на располагање за да се формираат долговечни ѕвезди, како што е Сонцето.

=== Изобилство ===
[[Податотека:Standard_Model_Deuterium.svg|десно|мини| Поедноставен графикон на содржина на честички]]
Деутериумот се јавува во трагови природно како [[гас]] деутериум ( {{Гинд|2}}H{{Динд|2}} или D{{Динд|2}}), но повеќето атоми на деутериум во [[Вселена]]та се поврзани со {{Гинд|1}}H за да формираат гас наречен водороден деутерид (HD или {{Гинд|1}}H{{Гинд|2}}H).<ref>{{Наведено списание|last=IUPAC Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry|year=2001|title=Names for muonium and hydrogen atoms and their ions|url=http://www.iupac.org/publications/pac/2001/pdf/7302x0377.pdf|journal=[[Pure and Applied Chemistry]]|volume=73|issue=2|pages=377–380|doi=10.1351/pac200173020377|archive-url=https://web.archive.org/web/20030425124156/http://www.iupac.org/publications/pac/2001/pdf/7302x0377.pdf|archive-date=2003-04-25}}</ref> Слично на тоа, природната вода содржи деутерирани молекули, речиси сите како полутешка вода HDO со само еден деутериум.

Постоењето на деутериум на Земјата, на друго место во [[Сончев Систем|Сончевиот Систем]] (како што е потврдено со планетарните сонди) и во спектрите на [[Ѕвезда|ѕвездите]], е исто така важен податок во [[Физичка космологија|космологијата]]. Гама зрачењето од обичното јадрено соединување го дисоцира деутериумот на протони и неутрони, и не постои познат природен процес освен нуклеосинтезата на Големата експлозија кој би можел да произведе деутериум во нешто блиску до неговото забележано природно изобилство. Деутериумот е произведен од реткото кластерски распад и повременото примање на природни неутрони од лесен водород, но тоа се тривијални извори. Се смета дека има малку деутериум во внатрешноста на Сонцето и другите ѕвезди, бидејќи на овие температури [[Јадрено соединување|реакциите на јадреното соединување]] кои трошат деутериум се случуваат многу побрзо од [[Протонско-протонски ланец|протонско-протонската реакција]] што создава деутериум. Сепак, деутериумот опстојува во надворешната сончева атмосфера со приближно иста концентрација како во Јупитер, и тоа веројатно е непроменето од настанувањето на Сончевиот Систем. Природното изобилство на {{Гинд|2}}H се смета дека е многу слична фракција на водород, каде и да се најде водород, освен ако не постојат очигледни процеси на работа кои го концентрираат.

Постоењето на деутериум на ниска, но константна исконска фракција во целиот водород е уште еден од аргументите во корист на [[Големата експлозија]] во однос на теоријата на постојана состојба на Вселената. Набљудуваните соодноси на водород со хелиум и деутериум во Вселената е тешко да се објаснат освен со модел на Големата експлозија. Се проценува дека изобилството на деутериум не се развило значително од нивното производство пред околу 13,8 милијарди години.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Cosmic_detectives|title=Cosmic Detectives|date=2 April 2013|publisher=The European Space Agency (ESA)|accessdate=2013-04-15}}</ref> Мерењата на галактичкиот деутериум на [[Млечен Пат|Млечниот Пат]] од ултравиолетовите спектрални анализи покажуваат сооднос од дури 23 атоми деутериум на милион атоми на водород во непречените гасни облаци, што е само 15% под проценетиот примордијален сооднос од Вилкинсоновата микробранова анизотропна сонда од околу 27 атоми на милион од Големата експлозија. Ова се толкува дека помалку деутериум е уништен во формирањето на ѕвезди во галаксијата Млечен Пат отколку што се очекувало, или можеби деутериумот е надополнет со голем пад на исконски водород надвор од галаксијата.<ref>{{Наведена изјава за печат|access-date=12 September 2013}}</ref> Во вселената на неколку стотици светлосни години од Сонцето, изобилството на деутериум е само 15 атоми на милион, но оваа вредност веројатно е под влијание на диференцијалната атсорпција на деутериум врз зрната јаглеродна прашина во меѓуѕвездениот простор.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://fuse.pha.jhu.edu/wpb/sci_d2h_solved.html|title=Graph of deuterium with distance in our galactic neighborhood|series=FUSE Satellite project|publisher=[[Johns Hopkins University]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20131205014518/http://fuse.pha.jhu.edu/wpb/sci_d2h_solved.html|archive-date=5 December 2013}}</ref>

Изобилството на деутериум во атмосферата на [[Јупитер]] е директно измерено од вселенската сонда „Галилео“ како 26 атоми на милион атоми на водород. Набљудувањата на ISO-SWS наошле 22 атоми на милион атоми на водород во Јупитер.<ref>{{Наведено списание|year=2001|title=The deuterium abundance in Jupiter and Saturn from ISO-SWS observations|url=http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2001/17/aa10609.pdf|journal=[[Astronomy & Astrophysics]]|volume=670|issue=2|pages=610–622|bibcode=2001A&A...370..610L|doi=10.1051/0004-6361:20010259|doi-access=free}}</ref> и се смета дека ова изобилство претставува близок сооднос на исконскиот Сончев Систем. Ова е околу 17% од копнениот сооднос од 156 атоми на деутериум на милион атоми на водород.

Било измерено дека кометите како што се [[Хејл-Бопова комета|Хејл-Боповата]] и [[Халеева Комета|Халеевата комета]] содржат повеќе деутериум (околу 200 атоми на милион водороди), соодноси кои се збогатени во однос на претпоставениот сооднос на протосончевата маглина, веројатно поради загревањето, и кои се слични на односот пронајден во морската вода на Земјата. Неодамнешното мерење на количествата на деутериум од 161 атоми на милион водород во кометата 103P/Хартли (поранешен објект на [[Кајперов Појас|Кајперовиот појас]]), сооднос речиси точно тој во океаните на Земјата (155,76 ± 0,1, но всушност од 153 до 156 ppm), ја нагласува теоријата дека водата може да биде голема од површината на Земјата. Неодамна, {{Гинд|2}}H{{Гинд|1}}HR од [[67P/Чурјумов-Герасименко]] како што е измерено од ''Розета'' е околу три пати повеќе од водата на Земјата. Ова предизвикало обновен интерес за сугестиите дека водата на Земјата можеби е делумно од астероидно потекло.

Било забележано дека деутериумот е концентриран над просечното сончево изобилство на други копнени планети, особено Марс и Венера.<ref>{{Наведено списание|last=Hunten|first=Donald M.|year=1993|title=Atmospheric evolution of the terrestrial planets|journal=[[Science (journal)|Science]]|volume=259|issue=5097|pages=915–920|bibcode=1993Sci...259..915H|doi=10.1126/science.259.5097.915|issn=0036-8075|jstor=2880608}}</ref>

=== Производство ===
Деутериумот се произведува за индустриски, научни и воени цели, со започнување преку обична вода - мал дел од која природно се наоѓа [[тешка вода]] - а потоа се одвојува тешката вода преку Гирдлеровиот сулфидов процес, дестилација или други методи.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=https://energyeducation.ca/encyclopedia/Heavy_water|title=Heavy water - Energy Education|work=energyeducation.ca|language=en|accessdate=2023-02-08}}</ref>

Теоретски, деутериум за тешка вода може да се создаде во јадрен реактор, но одвојувањето од обичната вода е најевтиниот процес на производство на големо.

Водечкиот светски снабдувач на деутериум бил Atomic Energy of Canada Limited до 1997 година, кога била затворена последната фабрика за тешка вода. Канада користи тешка вода како модератор на неутрони за работата на дизајнот на реакторот CANDU.

Друг голем производител на тешка вода е Индија. Сите, освен една од постројките за атомска енергија во Индија претставуваат постројки за тешка вода под притисок, кои користат природен (односно незбогатен) ураниум. Индија има осум постројки за тешка вода, од кои седум се наоѓаат во функција. Шест постројки, од кои пет се во функција, се засноваат на размена на D-H во амонијак гас. Другите две растенија извлекуваат деутериум од природна вода во процес кој користи гас [[Сулфурводород|водород сулфид]] при висок притисок.

Додека Индија е самодоволна во тешка вода за сопствена употреба, Индија исто така извезува тешка вода од овој тип.

== Својства ==
=== Податоци за молекуларен деутериум ===
Формула:{{Хем2|D2}} или {{Хем|2|1|H|2}}

* Густина: 0,180&nbsp;kg/m{{Гинд|3}} на [[стандардни услови]] (0&nbsp;°C, 101325 Pa).
* Атомска тежина: 2,0141017926 Da.
* Средно изобилство во океанската вода (од Виенска стандардна средна океанска вода) 155,76 ± 0,1 атоми деутериум на милион атоми од сите изотопи на водород (околу 1 атом од 6420); односно околу 0,015% од сите атоми на водород (кој било изотоп)

Податоци на околу 18 K за {{Гинд|2}}H{{Динд|2}} ([[тројна точка]]):

* Густина:
** Течност: 162,4&nbsp;kg/ {{Гинд|3}}
** Гас: 0,452&nbsp;kg/m {{Гинд|3}}
** Течен {{Гинд|2}}H{{Динд|2}}O: 1105,2&nbsp;kg/m {{Гинд|3}} на [[стандардни услови]] 
* Вискозитет: 12,6 [[Вискозност|μPa·s]] на 300 K (гасна фаза)
* Специфичен топлински капацитет при постојан притисок ''c {{Динд|p}}'' :
** ЦврстиНА: 2950 J/(kg·K)
** Гас: 5200 J/(kg·K)

=== Физички својства ===
Во споредба со водородот во неговиот природен состав на Земјата, чистиот деутериум ({{Гинд|2}}H{{Динд|2}}) има повисока [[точка на топење]] (18,72&nbsp;К наспроти 13,99&nbsp;К), повисока [[точка на вриење]] (23,64 наспроти 20,27&nbsp;К), повисока критична температура (38,3 наспроти 32,94&nbsp;К) и повисок критичен притисок (1,6496 наспроти 1,2858&nbsp;MPa).<ref>{{Наведена мрежна страница|url=https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/deuterium|title=Deuterium, {{sup|2}}H|work=PubChem|series=compounds|publisher=U.S. [[National Institutes of Health]]}}</ref>

Физичките својства на соединенијата на деутериум може да покажат значајни кинетички изотопски ефекти и други физички и хемиски карактеристики од аналозите на протиум. {{Гинд|2}}H{{Динд|2}}O, на пример, е повеќе [[Вискозност|вискозен]] од нормалното H{{Динд|2}}O  <ref>{{RubberBible86th}}</ref> Постојат разлики во енергијата и должината на врската за соединенијата на тешките водородни изотопи во споредба со протиумот, кои се поголеми од изотопските разлики во кој било друг елемент. Врските кои вклучуваат деутериум и [[тритиум]] се нешто посилни од соодветните врски во протиумот, и овие разлики се доволни за да предизвикаат значителни промени во биолошките реакции. Фармацевтските фирми се заинтересирани за фактот дека {{Гинд|2}}H е потешко да се отстрани од јаглеродот отколку {{Гинд|1}}H.<ref>{{Наведени вести|title=The deuterium switcheroo|last=Halford|first=Bethany|date=4 July 2016|work=[[Chemical & Engineering News]]|publisher=[[American Chemical Society]]|pages=32–36|doi=10.1021/cen-09427-cover}}</ref>

Деутериумот може да замени {{Гинд|1}}H во молекулите на водата за да формира тешка вода ({{Гинд|2}}H{{Динд|2}}O), која е околу 10,6% погуста од нормалната вода (така што мразот направен од него тоне во нормална вода). Тешката вода е малку токсична кај [[Еукариоти|еукариотските]] животни, при што 25% замена на водата во телото предизвикува проблеми со клеточната делба и стерилитет, а 50% замена предизвикува смрт од цитотоксичен синдром (неуспех на коскената срцевина и откажување на гастроинтестиналната обвивка). [[Прокариоти|Прокариотските]] организми, сепак, можат да преживеат и да растат во чиста тешка вода, иако тие се развиваат бавно.<ref>{{Наведено списание|date=February 1999|title=Pharmacological uses and perspectives of heavy water and deuterated compounds|journal=Canadian Journal of Physiology and Pharmacology|volume=77|issue=2|pages=79–88|doi=10.1139/cjpp-77-2-79|pmid=10535697}}</ref> И покрај оваа токсичност, потрошувачката на тешка вода во нормални околности не претставува [[Тешка вода|закана по здравјето]] на луѓето. Се проценува дека 70 килограми едно лице може да испие 4,8 литри тешка вода без сериозни последици.<ref>{{Наведена книга|title=Elements and isotopes: formation, transformation, distribution|publisher=Kluwer|year=2003|isbn=978-1-4020-1314-0|editor-last=Vertes, Attila|location=Dordrecht|pages=111–112|chapter=Physiological effect of heavy water|chapter-url=https://books.google.com/books?id=nQh7iGX1geIC&pg=PA111}}</ref> Мали дози на тешка вода (неколку грама кај луѓето, што содржи количество деутериум споредливо со она што е нормално присутно во телото) рутински се користат како безопасни метаболички трагачи кај луѓето и животните.

=== Квантни својства ===
Деутронот има [[Спин (физика)|спин]] +1 („тројна состојба“) и затоа е [[бозон]]. Фреквенцијата на [[Јадрена магнетна резонанција|ЈМР]] на деутериум е значително различна од нормалниот водород. [[Инфрацрвена спектроскопија|Инфрацрвената спектроскопија,]] исто така, лесно диференцира многу деутерирани соединенија, поради големата разлика во фреквенцијата на впивање на IR, забележана во вибрациите на хемиската врска што содржи деутериум, наспроти лесен водород. Двата стабилни изотопи на водородот може да се разликуваат и со употреба на масена спектрометрија.

Тројниот деутронски нуклеон едвај е врзан на {{Безпрелом|1=''E''{{sub|B}} = {{val|2.23|u=MeV}}}}, и ниту една од повисоките енергетски состојби не е врзана. Поединечниот деутронот е виртуелна состојба, со негативна енергија на врзување од {{Вред|60}} keV. Не постои таква стабилна честичка, но оваа виртуелна честичка минливо постои за време на нееластичното расејување неутрон-протон, што е причина за невообичаено големиот пресек на неутронско расејување на протонот.

=== Јадрени својства (деутрон) ===
==== Маса и полупречник ====
Јадрото на деутериум се нарекува '''деутерон'''. Има маса од 2.013553212544(15) Da  (нешто повеќе од {{Вред|1.875}} GeV/''c''<sup>2</sup> <ref>{{Наведена мрежна страница|url=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mdc2mev|title=Deuteron mass energy equivalent in MeV|work=Physics.nist.gov|publisher=U.S. [[National Institute of Standards and Technology]]|accessdate=2024-05-30}}</ref>).

Полупречникот на полнење на деутрон е 2.12778(27)×10<sup>−15</sup> m

Како и полупречникот на [[протон]]от, мерењата со помош на [[мион]]ски деутериум даваат помал резултат: {{Вред|2.12562|(78)}} fm.<ref>{{Наведено списание|displayauthors=6|date=August 2016|title=Laser spectroscopy of muonic deuterium|journal=[[Science (journal)|Science]]|volume=353|issue=6300|pages=669–673|bibcode=2016Sci...353..669P|doi=10.1126/science.aaf2468|pmid=27516595|hdl-access=free}}</ref>

==== Спин и енергија ====
Деутериумот е еден од само петте стабилни [[нуклид]]и со непарен број протони и непарен број неутрони. ({{sup|2}}H, [[isotopes of lithium|{{sup|6}}Li]], [[isotopes of boron|{{sup|10}}B]], [[isotopes of nitrogen|{{sup|14}}N]], [[isotopes of tantalum|{{sup|180m}}Ta]]; долговечните радионуклиди  [[Potassium-40|{{sup|40}}K]], [[isotopes of vanadium|{{sup|50}}V]], [[isotopes of lanthanum|{{sup|138}}La]], [[isotopes of lutetium|{{sup|176}}Lu]] исто така се јавуваат природно.)  Повеќето непарни-непарни јадра се нестабилни за [[Бета-распад|бета распаѓање]], бидејќи производите на распаѓање се рамномерни, а со тоа и посилно врзани, поради ефектите на нуклеарно спарување. Деутериумот, сепак, има корист од тоа што неговиот протон и неутрон се споени во состојба на спин-1, што дава посилна јадрена привлечност; соодветната состојба на спин-1 не постои во системот со два неутрони или два протони, поради Паулиевиот принцип на исклучување кој бара една или друга идентична честичка со ист спин да има некој друг различен квантен број, како што е орбиталниот аголен моментум. Но, орбиталниот аголен моментум на која било честичка дава помала врзувачка енергија за системот, главно поради зголеменото растојание на честичките во стрмниот градиент на јадрената сила. Во двата случаи, ова предизвикува [[Изотопи на хелиумот|дипротонот]] и динеутронот да бидат нестабилни.

Протонот и неутронот во деутериумот може да се дисоцираат преку заемни дејства на неутрална струја со [[Неутрино|неутрината]]. Напречниот пресек за оваа интеракција е релативно голем, а деутериумот бил успешно користен како цел на неутрино преку експериментот во СНО.

Диатомскиот деутериум ( {{Гинд|2}}H{{Динд|2}}) има орто и пара јадрени спин изомери како дијатомскиот водород, но со разлики во бројот и популацијата на состојби на спин и ротациони нивоа, кои се јавуваат затоа што деутронот е [[бозон]] со јадрен спин еднаков на еден.<ref name="Hollas">{{Наведена книга|title=Modern Spectroscopy|last=Hollas|first=J. Michael|date=1996|publisher=John Wiley and Sons|isbn=0-471-96523-5|edition=3rd|page=115}}</ref>

==== Изоспинска единечна состојба на деутронот ====
Поради сличноста во масата и јадрените својства помеѓу протонот и неутронот, тие понекогаш се сметаат како два симетрични типа на ист објект, [[нуклеон]]. Додека само протонот има електричен полнеж, ова е често занемарливо поради слабоста на [[Електромагнетизам|електромагнетното заемно дејство]] во однос на големата [[јадрена сила]]. Симетријата што ги поврзува протонот и неутронот е позната како изоспин и означена како ''I'' (или понекогаш ''Т'' ).

Изоспинот е SU(2) симетрија, како обичниот [[Спин (физика)|спин]], така што е целосно аналоген на него. Протонот и неутронот, од кои секој има изо- спин-1/2, формираат изоспински парови (аналоген на спинови парови), при што состојбата „долу“ (↓) е неутрон, а состојбата „горе“ (↑) е протон. Еден пар нуклеони може да биде или во антисиметрична состојба на изоспин наречена самостојна состојба, или во симетрична состојба наречена тројна. Во однос на состојбата „долу“ и „горе“, самостојната е

: <math>\frac{1}{\sqrt{2}}\Big( |{\uparrow\downarrow}\rangle - |{\downarrow\uparrow}\rangle\Big).</math>, кој исто така може да се напише : <math>\frac{1}{\sqrt{2}}\Big( |p n \rangle - |n p \rangle\Big).</math>

Ова е јадро со еден протон и еден неутрон, односно јадро на деутериум. Тројната состојба е

: <math>
\left(
\begin{array}{ll}
|{\uparrow\uparrow}\rangle\\
\frac{1}{\sqrt{2}}( |{\uparrow\downarrow}\rangle + |{\downarrow\uparrow}\rangle )\\
|{\downarrow\downarrow}\rangle
\end{array}
\right)
</math>

и на тој начин се состои од три типа на јадра, за кои се претпоставува дека се симетрични: јадро на деутериум (всушност тоа е високо [[возбудена состојба]]), јадро со два протони и јадро со два неутрони. Овие состојби не се стабилни.

==== Приближна бранова функција ====
Деутронската бранова функција мора да биде антисиметрична доколку се користи изоспинската претстава (бидејќи протонот и неутронот не се идентични честички, брановата функција воопшто не мора да биде антисиметрична). Освен нивниот изоспин, двата нуклеони имаат и спин и просторна распределба на нивната бранова функција. Вториот е симетричен доколку деутронот е симетричен под паритет (т.е. има „парен“ или „позитивен“ паритет), а антисиметричен доколку деутронот е антисиметричен под паритет (т.е. има „непарен“ или „негативен“ паритет). Паритетот е целосно определен од вкупниот орбитален аголен импулс на двата нуклеони: доколку е парен, тогаш парноста е парна (позитивна), а доколку е непарна тогаш парноста е непарна (негативна).

Деутронот, во изоспински самостојна состојба, е антисиметричен при размена на нуклеоните поради изоспинот, и затоа мора да биде симетричен при двојната размена на нивниот спин и местоположба. Затоа, може да биде во која било од следниве две различни состојби:

* Симетричен спин и симетричен под паритет. Во овој случај, размената на двата нуклеони ќе ја помножи брановата функција на деутериум со (−1) од изоспинската размена, (+1) од размената на спин и (+1) од паритетот (размена на местоположба), за вкупно (−1) колку што е потребно за антисиметрија.
* Антисиметричен спин и антисиметричен под паритет. Во овој случај, размената на двата нуклеони ќе ја помножи брановата функција на деутериум со (−1) од изоспинската размена, (−1) од размената на спин и (−1) од паритетот (размена на локација), повторно за вкупно (−1) колку што е потребно за антисиметрија.

Во првиот случај деутронот претставува спин тројка, така што неговиот вкупен спин ''s'' е 1. Исто така, поседува рамномерен паритет и затоа рамномерен орбитален аголен момент ''l''. Колку е помал неговиот орбитален аголен момент, толку е помала неговата енергија. Според тоа, најниската можна енергетска состојба има {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} .

Во вториот случај, деутронот е спин самостоен, така што неговиот вкупен спин ''s'' е 0. Исто така, има непарен паритет и затоа непарен орбитален аголен момент ''l'' . Според тоа, најниската можна енергетска состојба има {{Безпрелом|''s'' {{=}} 0}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 1}} .

Бидејќи {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}} дава посилна јадрена привлечност, основната состојба на деутериумот е во состојба {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} .

Истите размислувања водат до можните состојби на изоспинската тројка која има {{Безпрелом|''s'' {{=}} 0}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} even}} или {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} odd}} . Така, состојбата на најниска енергија има {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 1}}, повисока од онаа на изоспинскиот синглот.

Штотуку дадената анализа е всушност само приближна, и затоа што изоспинот не е точна симетрија, и уште поважно затоа што [[Јадрена сила|силната јадрена интеракција]] помеѓу двата нуклеона е поврзана со [[Момент на импулсот|аголниот импулс]] во интеракцијата спин-орбита која меша различни ''s'' и ''l'' состојби. Односно, ''s'' и ''l'' не се константни во времето (тие не [[Комутативност|менуваат]] со Хамилтонов оператор), и со текот на времето, состојба како што е {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} може да стане состојба од {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 2}}. Паритетот е сè уште константен во времето, така што тие не се мешаат со непарните ''l'' состојби (како што се {{Безпрелом|''s'' {{=}} 0}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 1}}). Според тоа, квантната состојба на деутериумот е суперпозиција (линеарна комбинација) на состојбата {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} и состојбата {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 2}}, иако првата компонента е многу поголема. Бидејќи вкупниот аголен момент ''j'' е исто така добар [[квантен број]] (тој е константа во времето), двете компоненти мора да имаат ист ''j'', и затоа {{Безпрелом|''j'' {{=}} 1}} . Ова е вкупниот спин на јадрото на деутериум.

Така, јадрото на деутериум е антисиметрично во однос на изоспинот и има спин 1 и парен (+1) паритет. Релативниот аголен момент на неговите нуклеони ''l'' не е добро дефиниран, а деутронот е суперпозиција главно {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} со некои {{Безпрелом|''l'' {{=}} 2}}.

==== Магнетни и електрични повеќеполи ====
За да се најде теоретски деутериум [[Магнетен момент|магнетниот диполен момент]] ''μ'', се користи формулата за јадрен магнетен момент

: <math>\mu = 
\frac{1}{j+1}\bigl\langle(l,s),j,m_j{=}j \,\bigr|\, \vec{\mu}\cdot \vec{\jmath} \,\bigl|\,(l,s),j,m_j{=}j\bigr\rangle</math>

со

: <math>\vec{\mu} = g^{(l)}\vec{l} + g^{(s)}\vec{s} </math>

''g'' {{Гинд|(''l'')}} и ''g'' {{Гинд|(''s'')}} се <nowiki><i id="mwAjk">g</i></nowiki> -фактори на нуклеоните.

Бидејќи протонот и неутронот имаат различни вредности за ''g'' {{Гинд|(''l'')}} и ''g'' {{Гинд|(''s'')}}, мора да се одделат нивните придонеси. Секој добива половина од орбиталниот аголен момент на деутериум <math>\vec{l}</math> и врти <math>\vec{s}</math> . Еден пристигнува во

: <math>\mu = 
\frac{1}{j+1} \Bigl\langle(l,s),j,m_j{=}j \,\Bigr|\left(\frac{1}{2}\vec{l} {g^{(l)}}_p + \frac{1}{2}\vec{s} ({g^{(s)}}_p + {g^{(s)}}_n)\right)\cdot \vec{\jmath} \,\Bigl|\, (l,s),j,m_j{=}j \Bigr\rangle</math>

каде што ознаките p и n значат протон и неутрон, а {{Безпрелом|''g''<sup>(l)</sup><sub>n</sub> {{=}} 0}}.

Со користење на истите идентитети и со користење на вредноста {{Безпрелом|g<sup>(l)</sup><sub>p</sub> {{=}} 1}}, се добива следниот резултат, во единици на јадрениот  магнетон ''μ'' {{Динд|N}}

: <math>\mu = 
\frac{1}{4(j+1)}\left[({g^{(s)}}_p + {g^{(s)}}_n)\big(j(j+1) - l(l+1) + s(s+1)\big) + \big(j(j+1) + l(l+1) - s(s+1)\big)\right]</math>

За состојбата {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} ( {{Безпрелом|''j'' {{=}} 1}} ), се добива

: <math>\mu = \frac{1}{2}({g^{(s)}}_p + {g^{(s)}}_n) = 0.879</math>

За состојбата {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 2}} ( {{Безпрелом|''j'' {{=}} 1}} ), се добива

: <math>\mu = -\frac{1}{4}({g^{(s)}}_p + {g^{(s)}}_n) + \frac{3}{4} = 0.310</math>

Измерената вредност на деутериумовиот [[Магнетен момент|магнетниот диполен момент]] е {{Вред|0.857}} ''μ''<sub>N</sub>, што е 97,5% од {{Вред|0.879}} ''μ''<sub>N</sub> вредност добиена со едноставно додавање моменти на протонот и неутронот. Ова сугерира дека состојбата на деутериумот е навистина до добра апроксимација {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} состојба, што се случува со двата нуклеони кои се вртат во иста насока, но нивните магнетни моменти се одземаат поради негативниот момент на неутронот.

Но, малку помалиот експериментален број од оној што произлегува од едноставното додавање на протонски и (негативни) неутронски моменти покажува дека деутериумот е всушност линеарна комбинација од претежно {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 0}} состојби со мало мешање на {{Безпрелом|''s'' {{=}} 1}}, {{Безпрелом|''l'' {{=}} 2}} состојби.

Електричниот дипол изнесува нула [[Јадрен слоест модел|како и обично]].

Измерениот електричен четирипол на деутериумот е {{Вред|0.2859}} e·fm<sup>2</sup>. Иако редот на големината е разумен, бидејќи полупречникот на деутрон е од редот на 1 фемтометар и неговиот [[Електричен набој|електричен полнеж]] е „e“, горенаведениот модел не е доволен за неговата пресметка. Поконкретно, електричниот четирипол не добива придонес од состојбата {{Безпрелом|1=''l'' = 0}} (која е доминантна) и добива придонес од член што ги меша состојбите {{Безпрелом|1=''l'' = 0}} и {{Безпрелом|1=''l'' = 2}}, бидејќи електричниот четириполен оператор не [[Комутативност|менува]] со [[Момент на импулсот|аголен моментум]].

== Употреба ==

=== Јадрени реактори ===
[[File:Deuterium_Ionized.JPG|десно|мини| Јонизиран деутериум во фузорски реактор давајќи го својот карактеристичен розово-црвен сјај]]
Деутериумот се користи во реактори со умерено цепење со тешка вода, обично како течен {{Гинд|2}}H{{Динд|2}}O, за забавување на неутроните без високо впивање на неутрони на обичниот водород.  Ова е вообичаена комерцијална употреба за поголеми количини деутериум.

Во истражувачките реактори, течноста {{Гинд|2}}  {{Динд|2}} се користи во ладни извори за да се ублажат неутроните до многу ниски енергии и бранови должини соодветни за експерименти со расејување.

Експериментално, деутериумот е најчестиот [[нуклид]] што се користи во дизајните на реактори [[јадрено соединување]], особено во комбинација со [[тритиум]], поради големата брзина на реакција (или нуклеарен пресек) и високиот [[Енергија|енергетски]] принос на реакцијата деутериум-тритиум (ДТ). Постои реакција на фузија {{Гинд|2}}H–3. He со уште поголем принос, иако точката на прекин од {{Гинд|2}}H–{{Гинд|3}}He е повисока од онаа на повеќето други реакции на [[јадрено соединување]]; заедно со недостигот од {{Гинд|3}}He, ова го прави неверојатно како практичен извор на енергија, барем додека фузијата на ДТ и деутериум-деутериум (ДД) не се изведе на комерцијално ниво. Комерцијалната јадрена фузија сè уште не е постигната технологија.

=== NMR спектроскопија ===
[[Податотека:Deuterium_lamp_1.png|десно|мини| Спектарот на емисија на ултравиолетова лачна ламба на деутериум]]
Деутериумот најчесто се користи во спектроскопија на водородна јадрена магнетна резонанца (протонски НМР) на следниот начин. НМР вообичаено бара соединенијата од интерес да се анализираат како растворени во раствор. Поради својствата на јадрено вртење на деутериумот кои се разликуваат од светлиот водород кој обично е присутен во органските молекули, спектрите на НМР на водород/протиум се многу различни од оние на деутериумот, а во пракса деутериумот не се „гледа“ со НМР инструмент нагоден за {{Гинд|1}}H. Деутерираните растворувачи (вклучувајќи тешка вода, но исто така и соединенија како деутериран [[хлороформ]], CDCl{{Динд|3}} или C{{Гинд|2}}HCl{{Динд|3}}, затоа рутински се користат во спектроскопијата НМР, со цел да се овозможи мерење само на светлосно-водородните спектри на соединението од интерес, без интерференција на сигналот на растворувачот.

Спектроскопија со јадрена магнетна резонанца, исто така, може да се користи за да се добијат информации за околината на деутронот во изотопски означени примероци ( деутериум НМР). На пример, конфигурацијата на јаглеводородните синџири во липидните двослоеви може да се квантифицира со користење на деутериум НМР во цврста состојба со липидни молекули означени со деутериум.<ref>{{Наведено списание|date=October 1971|title=On the flexibility of hydrocarbon chains in lipid bilayers|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=93|issue=20|pages=5017–5022|doi=10.1021/ja00749a006|pmid=4332660}}</ref>

Спектрите на деутериум НМР се особено информативни во цврста состојба поради неговиот релативно мал четириполен момент во споредба со оние на поголемите четириполарни јадра како што е хлорот-35, на пример.

=== Масовна спектрометрија ===
Деутерираните соединенија (т.е. каде што сите или некои водородни атоми се заменети со деутериум) често се користат како внатрешни стандарди во масената спектрометрија. Како и другите изотопски означени видови, таквите стандарди ја подобруваат точноста, додека често се со многу пониска цена од другите изотопски означени стандарди. Деутерираните молекули обично се подготвуваат преку реакции [[Hydrogen isotope exchange|на размена на изотопи на водород]].

=== Следење ===
Во [[хемија]]та, [[биохемија]]та и еколошките науки, деутериумот се користи како нерадиоактивен, стабилен изотопски трагач, на пример, во двојно означениот тест за вода . Во [[Хемиска реакција|хемиските реакции]] деутериумот се однесува слично на обичниот водород (со неколку хемиски разлики, како што е наведено). Најлесно може да се разликува од нормалниот водород според неговата маса, користејќи масена спектрометрија или [[Инфрацрвена спектроскопија|инфрацрвена спектрометрија]]. Деутериумот може да се открие со фемтосекундна [[Инфрацрвено зрачење|инфрацрвена]] спектроскопија, бидејќи разликата во масата драстично влијае на фреквенцијата на молекуларните вибрации; {{Гинд|2}}H-јаглеродните вибрациите се наоѓаат во спектрални области без други сигнали.

Мерењата на малите варијации во природните изобилства на деутериум, заедно со оние на стабилните тешки [[кислород]]ни изотопи {{Гинд|17}}O и {{Гинд|18}}O, се од важност во [[хидрологија]]та, за да се следи географското потекло на водите на Земјата. Тешките изотопи на водород и кислород во дождовницата (метеорска вода) се збогатуваат како функција на температурата на околината на регионот во кој паѓаат врнежите (а со тоа збогатувањето е поврзано со географската ширина). Релативното збогатување на тешките изотопи во дождовницата (како што е наведено како значајна океанска вода), кога е нацртано во однос на температурата, очекувано паѓа по линијата наречена глобална метеорска водна линија (ГМВЛ). Оваа парцела овозможува да се идентификуваат примероци од вода со потекло од врнежите заедно со општи информации за климата од која потекнува. Испарувачките и другите процеси во водните тела, како и процесите на подземните води, исто така, различно ги менуваат соодносите на тешките водородни и кислородни изотопи во свежите и солените води, на карактеристични и често регионално карактеристични начини.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.sahra.arizona.edu/programs/isotopes/oxygen.html|title=Oxygen – Isotopes and Hydrology|publisher=SAHRA|archive-url=https://web.archive.org/web/20070102124117/http://www.sahra.arizona.edu/programs/isotopes/oxygen.html|archive-date=2 January 2007|accessdate=2007-09-10}}</ref> Односот на концентрацијата од {{Гинд|2}}H до {{Гинд|1}}H обично се означува со делта како δ2H и географските обрасци на овие вредности се исцртани во картите наречени изопејси. Стабилните изотопи се инкорпорирани во растенијата и животните, а анализата на односот кај птица-мигранти или инсекти може да помогне да се предложи груб водич за нивното потекло.<ref>{{Наведена книга|title=Isoscapes: Understanding movement, pattern, and process on Earth through isotope mapping|last=West|first=Jason B.|publisher=Springer|year=2009}}</ref><ref>{{Наведено списание|year=2012|title=Linking hydrogen (δ2H) isotopes in feathers and precipitation: Sources of variance and consequences for assignment to isoscapes|journal=PLOS ONE|volume=7|issue=4|page=e35137|bibcode=2012PLoSO...735137H|doi=10.1371/journal.pone.0035137|pmc=3324428|pmid=22509393|doi-access=free}}</ref>

=== Контрастни својства ===
Техниките на неутронско расејување особено профитираат од достапноста на деутерирани примероци: пресеците {{Гинд|1}}H и {{Гинд|2}}H се многу различни и различни по знак, што овозможува варијација на контрастот во таквите експерименти. Понатаму, непријатен проблем на нормалниот водород е неговиот голем некохерентен неутронски пресек, кој е нула за {{Гинд|2}}H. Замената на деутериум за нормален водород на тој начин ја намалува бучавата од расејување.

Водородот е важна и главна компонента во сите материјали од органската хемија и науката за животот, но едвај комуницира со Х-зраците. Бидејќи атомите на водород (вклучувајќи деутериум) силно комуницираат со неутроните; Техниките на расејување на неутрони, заедно со современата постројка за деутерација,<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://nmi3.eu/about-nmi3/joint-research-activities/deuteration.html|title=Deuteration|work=nmi3.eu|publisher=Integrated Infrastructure Initiative for Neutron Scattering and Muon Spectroscopy (NMI3)|archive-url=https://web.archive.org/web/20190203064721/https://nmi3.eu/about-nmi3/joint-research-activities/deuteration.html|archive-date=3 Feb 2019|accessdate=2012-01-23}}</ref> пополнуваат ниша во многу проучувања за макромолекули во биологијата и многу други области.

=== Јадрено оружје ===
Поголемиот број на ѕвезди, вклучувајќи го и Сонцето, генерираат енергија во поголемиот дел од својот живот со спојување на водород во потешки елементи; сепак таквото спојување на лесен водород (протиум) никогаш не била успешна во условите што може да се постигнат на Земјата. Така, целото вештачкои спојување, вклучувајќи го и онаа на водородот во водородните бомби, бара тежок водород (деутериум, тритиум или и двете).

=== Лекарства ===
Деутериран лек е медицински производ со мала молекула во кој еден или повеќе атоми на [[водород]] во молекулата на лекот се заменети со деутериум. Поради ефектот на кинетичкиот изотоп, лековите кои содржат деутериум може да имаат значително пониски стапки на [[метаболизам]], а со тоа и подолг [[Полувреме на елиминација|полураспад]].<ref name="pmid19295573">{{Наведено списание|date=March 2009|title=Big interest in heavy drugs|journal=Nature|volume=458|issue=7236|page=269|doi=10.1038/458269a|pmid=19295573}}</ref><ref name="pmid23744136">{{Наведено списание|date=June 2013|title=Heavy drugs draw heavy interest from pharma backers|journal=Nature Medicine|volume=19|issue=6|page=656|doi=10.1038/nm0613-656|pmid=23744136|doi-access=free}}</ref><ref name="pmid24294889">{{Наведено списание|date=May 2014|title=Using deuterium in drug discovery: Leaving the label in the drug|journal=Journal of Medicinal Chemistry|volume=57|issue=9|pages=3595–3611|doi=10.1021/jm4007998|pmid=24294889}}</ref> Во 2017 година, деутетрабеназинот станал првиот деутериран лек кој доби одобрение од Управата за храна и лекови.<ref name="First deuterated drug approved">{{Наведено списание|date=June 2017|title=First deuterated drug approved|journal=Nature Biotechnology|volume=35|issue=6|pages=493–494|doi=10.1038/nbt0617-493|pmid=28591114}}</ref>

=== Засилени есенцијални хранливи материи ===
Деутериумот може да се користи за зацврстување на специфичните C-H врски ранливи на оксидација во рамките на есенцијалните или условно [[Хранлива материја|есенцијалните хранливи материи]],<ref>{{Наведено списание|date=September 2007|title=Heavy isotopes to avert ageing?|journal=Trends in Biotechnology|volume=25|issue=9|pages=371–375|doi=10.1016/j.tibtech.2007.07.007|pmid=17681625}}</ref> како што се одредени [[Аминокиселина|аминокиселини]] или полинезаситени масни киселини (PUFA), што ги прави поотпорни на оксидативно оштетување. Деутерираните полинезаситени [[Масна киселина|масни киселини]], како што е линолеинската киселина, ја забавуваат верижната реакција на липидна пероксидација која ги оштетува живите клетки.<ref>{{Наведено списание|displayauthors=6|date=August 2012|title=Small amounts of isotope-reinforced polyunsaturated fatty acids suppress lipid autoxidation|journal=Free Radical Biology & Medicine|volume=53|issue=4|pages=893–906|doi=10.1016/j.freeradbiomed.2012.06.004|pmc=3437768|pmid=22705367}}</ref> Деутерираниот етил естер на линолеинска киселина (RT001), развиен од Retrotope, е во тест за сочувствителна употреба кај инфантилна невроаксонална дистрофија и успешно го завршил испитувањето од Фаза I/II во [[Фридрајхова атаксија]].<ref>{{Наведена мрежна страница|url=https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02445794|title=A Randomized, Double-blind, Controlled Study to Assess the Safety, Tolerability, and Pharmacokinetics of RT001 in Patients with Friedreich's Ataxia|date=24 November 2020}}</ref>

=== Термостабилизација ===
Живите вакцини, како што е оралната [[полио вакцина]], може да се стабилизираат со деутериум, или самостојно или во комбинација со други стабилизатори како што е  MgCl<sub>2</sub>.<ref>{{Наведено списание|date=August 1995|title=Thermostabilization of live virus vaccines by heavy water (D2O)|journal=Vaccine|volume=13|issue=12|pages=1058–1063|doi=10.1016/0264-410X(95)00068-C|pmid=7491812}}</ref>

=== Забавување на деноноќните колебања ===
Се покажало дека деутериумот го продолжува периодот на колебањена деноноќниот часовник кога се дозира кај стаорци, ’рчковци и динофлагелати Gonyaulax.<ref>{{Наведено списание|last=Lesauter|first=Joseph|last2=Silver|first2=Rae|date=September 1993|title=Heavy water lengthens the period of free-running rhythms in lesioned hamsters bearing SCN grafts|journal=Physiology & Behavior|language=en|volume=54|issue=3|pages=599–604|doi=10.1016/0031-9384(93)90255-E|issn=0031-9384|pmid=8415956|doi-access=free}}</ref><ref>{{Наведено списание|date=November 1974|title=Heavy water slows the Gonyaulax clock: a test of the hypothesis that D2O affects circadian oscillations by diminishing the apparent temperature|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=71|issue=11|pages=4389–4391|bibcode=1974PNAS...71.4389M|doi=10.1073/pnas.71.11.4389|pmc=433889|pmid=4530989|doi-access=free}}</ref><ref name="Interval Timing Is Preserved Despit">{{Наведено списание|date=August 2017|title=Interval timing is preserved despite circadian desynchrony in rats: Constant light and heavy water studies|journal=Journal of Biological Rhythms|volume=32|issue=4|pages=295–308|doi=10.1177/0748730417716231|pmid=28651478|doi-access=free}}</ref><ref>{{Наведено списание|date=March 1977|title=Heavy water as a tool for study of the forces that control length of period of the 24-hour clock of the hamster|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=74|issue=3|pages=1295–1299|bibcode=1977PNAS...74.1295R|doi=10.1073/pnas.74.3.1295|pmc=430671|pmid=265574|doi-access=free}}</ref> Кај стаорците, хроничното внесување на 25% {{Гинд|2}}H{{Динд|2}} O го нарушува деноноќниот ритам со продолжување на деноноќниот период на ритмите зависни од супрахијазматичното јадро во хипоталамусот на мозокот. Експериментите со ’рчковците, исто така, ја поддржуваат теоријата дека деутериумот делува директно на супрахијазматичното јадро за да го продолжи слободниот деноноќен период.<ref>{{Наведено списание|last=Lesauter|first=Joseph|last2=Silver|first2=Rae|date=September 1993|title=Heavy water lengthens the period of free-running rhythms in lesioned hamsters bearing SCN grafts|journal=Physiology & Behavior|language=en|volume=54|issue=3|pages=599–604|doi=10.1016/0031-9384(93)90255-E|pmid=8415956|doi-access=free}}</ref>

== Наводи ==
{{наводи}}
== Надворешни врски ==
* {{cite web
 |title=Nuclear Data Center
 |publisher=[[KAERI]]
 |url=http://atom.kaeri.re.kr/
}}
* {{cite web
 |title=Annotated bibliography for deuterium
 |website=ALSOS: The Digital Library for Nuclear Issues
 |publisher=[[Washington and Lee University]]
 |place=Lexington, VA
 |url=http://alsos.wlu.edu/qsearch.aspx?browse=science/Deuterium
 |url-status=dead |access-date=26 November 2019
 |archive-url=http://webarchive.loc.gov/all/20100505004918/http%3A//alsos.wlu.edu/qsearch.aspx?browse%3Dscience/Deuterium
 |archive-date=5 May 2010
}}
* {{cite news
 |magazine=[[New Scientist]]
 |first=Justin |last=Mullins
 |date=27 April 2005
 |title=Desktop nuclear fusion demonstrated
 |url=https://www.newscientist.com/article/dn7315-desktop-nuclear-fusion-demonstrated/
}}
* {{cite news
 |first=Robin |last=Lloyd
 |date=21 August 2006
 |title=Missing gas found in Milky Way
 |website=Space.com
 |url=https://www.space.com/2771-missing-gas-milky.html
}}

[[Категорија:Изотопи на водородот]]