1. Enrichissement du deutérium:
* Abondance naturelle: Le deutérium ne représente qu'environ 0,015% de l'hydrogène naturel.
* Electrolyse: Une méthode consiste à électrolyser à plusieurs reprises l'eau (H₂o). Le deutérium est légèrement moins réactif que l'hydrogène ordinaire, il a donc tendance à être enrichi dans l'eau résiduelle car l'hydrogène plus léger est préférentiellement libéré en gaz. Cette méthode est à forte intensité d'énergie mais relativement simple.
* Distillation: Une autre méthode utilise la légère différence de pressions de vapeur entre l'eau lourde et l'eau ordinaire. En distillant à plusieurs reprises de l'eau, la concentration du deutérium peut être augmentée. Cette méthode est plus efficace que l'électrolyse mais nécessite toujours des opérations à grande échelle.
* Processus Girdler-Sulfure: Ce processus à l'échelle industrielle consiste à réagir à l'hydrogène gazeux avec du sulfure d'hydrogène (H₂S) à des températures et des pressions élevées. Le deutérium se lie préférentiellement avec du soufre, ce qui lui permet d'être extrait et concentré.
2. Combiner le deutérium avec l'oxygène:
* Réaction avec l'oxygène: Une fois le deutérium enrichi, il peut être réagi avec l'oxygène pour former de l'eau lourde (d₂o). Cela peut être réalisé grâce à une variété de méthodes, notamment:
* Réaction directe: Le chauffage d'un mélange de gaz de deutérium et d'oxygène entraînera la formation d'eau lourde.
* Electrolyse de l'oxyde de deutérium: L'électrolyzer une solution d'eau lourde (D₂O) produira du deutérium gazeux et de l'oxygène gazeux. Ces gaz peuvent ensuite être recombinés pour produire plus d'eau lourde.
Remarques importantes:
* Sécurité: L'eau lourde n'est pas radioactive, mais elle peut être nocive en grande quantité en raison de son impact sur les processus biologiques.
* Applications: L'eau lourde a diverses applications, notamment:
* Réacteurs nucléaires en tant que modérateur et liquide de refroidissement
* Recherche biologique et chimique
* Imagerie médicale
Le processus de production d'eau lourde est complexe et à forte intensité d'énergie. Il nécessite des installations et des équipements spécialisés, et le processus de production est très réglementé en raison de ses applications potentielles dans la technologie nucléaire.
