En ting jeg har fundert en del på er hvordan man kan skille mellom tungt og semitungt vann. Som vi vet kalles tungtvann ofte D2O, som indikerer at det består av to deuteriumatomer og et oksygenatom. Men hva med DHO, som også eksisterer i beste velgående. Hvordan ender man så opp med kun D2O?

Svaret ligger i vannets egenprotolyse, som går ut på at i rent vann vil man til enhver tid finne noe H3O+ og noe OH-. (Om noen kan forklare meg hvordan jeg skal gå frem for å skrive med subscript og superscript blir jeg en happy mann.) I praksis vil dette si at hydrogenatomene ofte byttes mellom vannmolekylene. Dermed kan vi tenke oss at vi starter med masse vann, og litt semitungt vann. I normalt vann vil D2O i praksis ikke eksistere. Når vi så anvender en eller annen mekanisme som fjerner vann vil man etterhvert redusere andelen av vanlig vann ganske mye. Semitungt vann vil "reagere" med hverandre, og bli til vanligvann og tungtvann, og det vanlige vannet vil bli fjernet, og slik vil man til slutt sitte igjen med bare ekte tungtvann. Smarat.

Grunnen til at jeg kom på å skrive om dette var at jeg tenkte på slike folk (amerkanske politikere?) som sier at vi har tilgang til ubegrensede mengder drivstoff hvis vi skulle greie å bygge en fusjonsreaktor. Det vil vi antagelig greie før eller senere, men jeg stusset litt på dette med drivstoffet.

Den enkleste og beste prosessen i en slik reaktor vil være D-T-prosessen, der deuterium og tritium fusjonerer. Tritium er en isotop av hydrogen som i praksis ikke finnes i naturen, fordi den har en halvveringstid på bare 12 år, fire måneder. Dette er forøvrig også grunnen til at du bør være forsiktig med å kjøpe hydrogenbomber fra gamle østblokkland. Når de blir gamle slutter de å funke. Uansett må tritium fremstilles fra litium for å kunne brukes i denne prosessen. Antagelig er litium den begrensende faktoren i denne prosessen, selv om det skal finnes noe slikt som 85.000.000.000.000.000.000.000.000 kilo litium i jordskorpen.

Den nestebeste prosessen i en fusjonsreaktor er D-D-prosessen, der to deuteriumatomer fusjonerer. Det er en mindre kul prosess fordi den både krever høyere energitetthet, og gir mindre energi tilbake. Her er altså deuterium den eneste ingrediensen. Verdenshavene veier 1.400.000.000.000.000.000.000 kilo. Av dette er 1/9 hydrogen, og av dette igjen er 1/6500 deuterium. Det gir oss en total mengde på 240.000.000.000.000.000 kilo. Langt mindre enn mengden litium som finnes, men mye lettere å få tak i.

Jeg tror derfor jeg bestemmer meg for at det er rimelig å si at vi har god tilgang til disse tingene. Her vil jeg gjerne ha kommentarer fra andre fysikere.

Ellers er det spennende å lure på hva man på lang sikt vil gjøre med avfallet fra fusjonsreaktorene, hvis dette blir en viktig energikilde. De produserer jo helium, og på kort sikt går det sikkert greit å slippe det ut, men når man begynner å nærme seg slutten på hydrogenet snakker vi om en betydelig andel helium i atmosfæren. Spennende spennende.

-Tor Nordam