Suolaisesta merivedestä alppijäätikön lähdeveteen ja kaikkeen siltä väliltä on selvää, että kaikki vesi ei ole samanlaista.

Yksi vesityyppi, joka usein unohdetaan – tai jota ei edes ajatella – on raskas vesi. Raskasta vettä kutsutaan usein ”veden ylipainoiseksi serkuksi”, ja sitä käytetään kaikkialla maailmassa, enimmäkseen teollisiin sovelluksiin.

Kysymys on, jos törmäisit siihen, olisiko se turvallista juoda? Vastaus ei ole niin yksinkertainen kuin luulisi.

Mitä raskas vesi tarkalleen ottaen on?

Vastauksen saamiseksi sukellamme hieman kemiaan, joten nappaa Bunsen-poltin ja valmistaudu.

Vesimolekyyli sisältää kaksi vetyatomia ja yhden happiatomin sitoutuneina toisiinsa, ja siihen viitataan yleisesti kemiallisella kaavalla H2O.

Raskas vesimolekyyli sisältää myös kaksi vetyatomia ja yhden happiatomin sitoutuneena toisiinsa, mutta nämä vetyatomit ovat hieman erilaisia.

”Tavallisissa” vetyatomeissa, joita tavallisessa vedessä esiintyy ja joita kutsutaan protiumiksi, on yksi protoni ja nolla neutronia. Raskaassa vedessä olevissa vetyatomeissa, joita kutsutaan deuteriumiksi, on yksi protoni ja yksi neutroni.

Protium- ja deuterium-atomeja kutsutaan isotoopeiksi, eli ne ovat molemmat vetyatomeja, mutta niissä on eri määrä neutroneita. Tämä tekee niistä kemiallisia sisaruksia, ja suurin ero on se, että deuteriumin ylimääräinen neutroni tekee siitä protiumia raskaamman.

Nämä raskaammat deuteriumatomit ovat syy siihen, että molekyyli raskasta vettä on noin 11 % raskaampi kuin molekyyli tavallista vettä – ja syy siihen, että kutsumme sitä ”raskaaksi vedeksi”. (Yllätys, eikö?) Sen kemiallinen kaava on D2O.

Tämä ei ehkä kuulosta suurelta painoerolta, mutta se riittää varmistamaan, että jäädytetty raskaan veden kuutio todella uppoaa nestemäiseen veteen siinä missä tavallinen jääkuutio kelluu.

Jos ei juotavaksi, mihin raskasta vettä käytetään?

Raskasta vettä käytetään sen ylimääräisen painon ja muiden käyttökelpoisten ominaisuuksiensa ansiosta useisiin teolliseen käyttöön eri puolilla maailmaa.

Yleisin käyttö on ydinvoimateollisuudessa PHWR-reaktoreiden (Pressurized Heavy Water Reactors) keskeisenä osana.

PHWR-reaktorit ovat eräänlainen ydinvoimalatyyppi, joka käyttää raskasta vettä jäähdyttämään ja kohtuullistamaan polttoaineenaan toimivan uraanin aktiivisuutta.

Kun raskasvesi on paineistettu, se ei kiehu samalla tavalla kuin tavallinen vesi, mikä tarkoittaa, että uraanipolttoaineen polttoainetta ei tarvitse rikastaa ensin. Tämä alentaa merkittävästi ydinenergian tuotantokustannuksia.

PHWR-reaktoreiden osuus kaikista ydinreaktoreista maailmassa on noin 12 prosenttia, mikä korostaa raskaan veden merkitystä maailman energiantarpeen tyydyttämisessä.

Muutenkin raskas vesi pelastaa ihmishenkiä eri puolilla maailmaa, vaikkakaan ei sillä tavalla kuin ehkä luulet.

Polio, julma sairaus, joka koskettaa kohtuuttomasti lapsia eri puolilla maapalloa, on Maailman terveysjärjestön tavoitteena poistaa. Poliorokotetta on helposti saatavilla, mutta se menettää tehoaan sitä kauemmin, mitä kauemmin se seisoo Afrikan, Latinalaisen Amerikan ja Aasian maissa vallitsevissa kuumissa ja kosteissa olosuhteissa.

Tässä kohtaa raskas vesi tulee mukaan yhtälöön. Jo 1960-luvulla tutkijat arvelivat, että raskas vesi saattaisi olla parempi rokotteiden säilyttäjä kuin siihen asti käytetty magnesiumkloridivaihtoehto.

Kuten kävi ilmi, raskasta vettä käyttävät poliorokotteet voidaan lämmittää jopa 113 celsiusasteeseen Fahrenheitin lämpötilaan ja ne säilyvät silti tehokkaina, mikä säästää tuhansia ihmishenkiä. Annetaan aplodit raskaalle vedelle!

Miltä raskas vesi maistuu?

Ensimmäinen kysymys, joka useimmilla ihmisillä herää, jos he törmäävät lasilliseen raskasta vettä, on: ”Miltä se maistuu?”

Sinun onneksi netissä on saatavilla joitain raportteja, joten sinun ei tarvitse kokeilla sitä ensimmäisenä.

YouTuber Cody, joka pyörittää kanavalla nimeltä Cody’s Lab (Codyn laboratorio), on kuluttanut raskasta vettä useampaan otteeseen. Itse asiassa hän joi kerran viiden päivän ajan pelkkää raskasta vettä – kaikki tieteen nimissä.

Cody kertoi, että vesi maistuu hieman makeammalta kuin normaali vesi, mikä yllätti hänet, koska raskas vesi on kemiallisesti identtistä normaalin veden kanssa (ylimääräisestä neutronista huolimatta). Ei ole mitään todellista syytä, miksi sen pitäisi maistua erilaiselta.

Cody onnistui vakuuttamaan yhden ystävänsä maistamaan myös raskasta vettä, ja he molemmat olivat yhtä mieltä siitä, että se maistuu todellakin hieman makeammalta kuin normaali vesi.

Codyn ajatuksia raskaan veden juomisesta voit katsoa tällä videolla.

Onko sitä sitten turvallista juoda?

Koska raskasta vettä nauttivat ihmiset, jotka ovat ottaneet poliorokotteen (ja Cody), saatat ajatella, että se on tarpeeksi turvallista juoda.

Vastaus on kyllä ja ei.

Ensiksi on tiedettävä, että vaikka raskasta vettä käytetään monissa ydinreaktoreissa ympäri maailmaa, raskas vesi itsessään ei ole radioaktiivista. Sen juominen ei vaaranna minkäänlaista säteilymyrkytystä.

Yksittäisen lasillisen raskaan veden juominen ei aiheuta sinulle pitkällä aikavälillä juurikaan riskiä, eikä se luultavasti edes riittäisi aiheuttamaan minkäänlaista lyhytaikaista vaikutusta.

Se ei kuitenkaan tarkoita sitä, että raskasta vettä pitäisi pitää täysin turvallisena.

Pitkäkestoinen altistuminen raskaalle vedelle voi aiheuttaa huimausta, koska se häiritsee tasapainoa säätelevää nestettä korvien sisällä. Se voi myös estää elimistön kykyä saattaa solujen jakautuminen päätökseen.

Erittäin suuren määrän raskasta vettä juominen (joka riittää korvaamaan noin neljänneksen elimistön vesipainosta) voi aiheuttaa sterilisaatiota ja hidastaa elimistön toimintoja eri järjestelmissä eri puolilla kehoa.

Pahimmassa tapauksessa myrkkyjä kerääntyisi vaarallisiin pitoisuuksiin, mikä vaikuttaisi virtsajärjestelmään ja saattaisi vaarantaa hengen. Jos näin on jotenkin käynyt, lopeta raskaan veden juominen välittömästi ja ota yhteys lääkäriin.