ماشین های هیدروژنی

چندی پیش در نمایشگاه اتومبیل در آلمان، شرکت ژاپنی هوندا نوعی خودرو را به نمایش گذاشت که سوخت آن گاز هیدروژن است. این ماشین با استفاده از پیستون های قدرتمند، هیدروژن را به انژکتور فرستاده و هیدروژن در آنجا با اکسیژن ترکیب شده و می سوزد (درست مانند اتفاقی که برای بنزین می افتد). به رابطه زیر توجه کنید:

2H2 + O2 = 2H2O

هیدروژن + اکسیژن = آب

آب تولید شده بر اثر انرژی و گرمای زیاد تولید شده بخار شده و به صورت بخار آب از لوله اگزوز خارج می شود. موتور اتومبیل هم با انرژی تولید شده به حرکت در آمده و ماشین حرکت می کند. این خودرو می تواند زمینه ی گسترش خودروهای بدون سوخت فسیلی را افزایش داده و سبب جلوگیری از آلودگی هوا و گرم شدن زمین شود.

آب سنگین چیست؟

حتما تا به حال  نام  این ماده را شنیده اید: آب سنگین، اما تعریف دقیقی از آن ندارید. ایزوتوپ به شکل دیگری از یک عنصر گفته می شود که فقط تعداد نوترون هایش متفاوت است. مثلا اتم کربن سه ایزوتوپ دارد: کربن 12 (6 نوترون)، کربن 13 (7 نوترون) و کربن 14 (8 نوترون) که 12، 13 و 14 عدد جرمی آنها (نوترون + پروتون) هستند.

می دانیم که هر مولکول آب از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است.

اکسیژن سه (اکسیژن 16،17 و 18) و هیدروژن دو  ایزوتوپ (هیدروژن 1 و 2) پایدار (غیر رادیواکتیویته) دارند، بنابراین آب به 6 حالت می تواند وجود داشته باشد:6=3*2

1- H1 و O16 (آب سبک)

2- H1 و O17 (آب نیمه سبک)

3- H1 و O18 (در طبیعت دیده نشده است)

4- H2 و O16 (آب سنگین)

5- H2 و O17 (آب فوق سنگین)

6- H2 و O18 (در طبیعت دیده نشده است)

پس، مورد چهارم که از اکسیژن 16 و دوتریم (هیدروژن 2) تشکیل شده، آب سنگین است. آب سنگین به خاطر داشتن یک نوترون بیشتر در مولکول هایش مقداری از آب معمولی سنگین تر است.

در رآکتورهای آب سنگین، اورانیوم را در آب سنگین قرار می دهند تا دو پروتون به آن اضافه شده و به پلوتونیوم تبدیل شود. به این صورت که نوترون دوتریم به یک پروتون و یک الکترون تبدیل شده و به اورانیوم اضافه می شوند و  پروتون و الکترون آن هم به اتم اورانیوم می پیوندند. به این صورت دو پروتون و دو الکترون به اورانیوم اضافه شده و به عنصر پلوتونیوم تبدیل می شود.