Новости МАГАТЭ - Что такое дейтерий?

Прочтем статью на сайте МАГАТЭ "Что такое дейтерий?".

Дейтерий — это стабильный изотоп водорода, который, в отличие от «нормальных» атомов водорода или протия, также содержит нейтрон. Изотоп дейтерия имеет один протон, один нейтрон и один электрон. В среднем один из 6420 атомов водорода является изотопом дейтерия. Изотопы дейтерия распределены в молекулах, содержащих водород, в том числе, что немаловажно, во всех формах воды – в том числе и в воде нашего организма. В каждом кубическом метре морской воды содержится 33 грамма дейтерия, так что океан содержит тонны изотопа.

Естественное содержание дейтерия отличается от одного источника воды к другому. Вода состоит из атомов водорода и кислорода, поэтому знание обилия дейтерия в водоеме дает ключ к разгадке истории и его происхождения. Это ключевой компонент изотопной гидрологии.

Дейтерий можно проследить на протяжении всего гидрологического цикла: процесс движения воды с поверхности Земли в атмосферу и обратно в непрерывном цикле. Состав стабильных изотопов воды отражает место происхождения воды и прослеживает ее движение в круговороте воды. Например, ученые могут охарактеризовать как недавно пополнившиеся, так и ископаемые подземные воды на основе концентрации в них изотопов дейтерия и кислорода. Имея эти данные, ученые могут оценить время, необходимое для пополнения запасов подземных вод, и посоветовать политикам, как лучше управлять источником и защищать его.

Живые существа поглощают молекулы воды, которые имеют естественную «подпись« дейтерия как «отпечаток пальца», отражающий источник воды. Изотопная сигнатура попадает в пищевую сеть и может быть обнаружена в органических материалах разных видов. Например, птичьи перья и когти имеют «изотопные отпечатки пальцев», которые можно проследить до источника воды. Измеряя содержание дейтерия в органических материалах и сопоставляя его с заранее подготовленными картами дождя, ученые могут определить происхождение животного и проследить его миграцию. Отслеживание миграции различных видов с использованием изотопных сигнатур дейтерия и других стабильных изотопов используется для создания карт миграции по континентам. Это полезно для поддержки усилий по сохранению и защиты мест размножения животных.

Дейтерий можно использовать в исследованиях для улучшения оценки питания, чтобы помочь понять, связано ли увеличение или потеря веса с жиром или мышцами, эффективны ли кампании по пропаганде грудного вскармливания и подвержены ли некоторые группы населения риску высокого потребления витамина А. Эта информация позволяет специалистам в области здравоохранения корректировать существующие программы и вмешательства в области питания или разрабатывать новые, более эффективные. Этот метод называется дейтериевым разбавлением. Вода в организме содержит естественное количество дейтерия. После употребления небольшого количества оксида дейтерия – воды, меченной дейтерием, можно измерить концентрацию дейтерия в слюне или моче и определить соотношение жировой и обезжиренной тканей в организме.

Дейтерий также можно использовать для оценки того, сколько грудного молока потребляют младенцы и находятся ли дети исключительно на грудном вскармливании. Это т.н. метод «доза оксида дейтерия матери».

Кроме того, витамин А может быть помечен дейтерием, чтобы дать точную оценку статуса витамина А человека.

Подробнее о том, как все это работает, читайте здесь, здесь и здесь.

Продолжение следует...