A. 納粹德國為什麼用那麼多重水那麼長時間也造不出原子彈
時間緊,工廠又被襲擊,而且德國人研究的是核聚變。。。這玩意現在都造不出來
B. 希特勒為何不在國內生產重水
因為國內沒有礦呀。
而且那時候德國國內已經不安全了。
C. 什麼是重水
重水與普通水看起來十分相像,是無臭無味的液體,它們的化學性質也一樣,不過某些物理性質卻不相同。普通水的密度為1克/厘米3,而重水的密度為1.056克/厘米3;普通水的沸點為100℃,重水的沸點為101.42℃;普通水的冰點為0℃,重水的冰點為 3.8℃。此外,普通水能夠滋養生命,培育萬物,而重水則不能使種子發芽。人和動物若是喝了重水,還會引起死亡。不過,重水的特殊價值體現在原子能技術應用中。製造威力巨大的核武器,就需要重水來作為原子核裂變反應中的減速劑,作中子的減速劑,也可作為制重氫的材料,普通水中含量約為0.02%(質量分數)。
重水和普通水一樣,也是由氫和氧化合而成的液體化合物,不過,重水分子和普通水分子的氫原子有所不同。我們知道,氫有3種同位素。一種是氕,它只含有一個質子。它和一個氧原子化合可以生成普通的水分子。另一種是重氫 ——氘。它含有一個質子和一個中子。它和一個氧原子化合後可以生成重水分子。還有一種是超重氫——氚。它含有兩個中子和一個質子。
D. 二戰時,德國的核工廠是被碰巧炸掉的還是故意炸掉的
被一個挪威小女孩炸(ಡωಡ)hiahiahia(戰地五劇情)
E. 重水是什麼
重水(或稱氘化水,化學式D2O或者2H2O)是水的一種,它的質量比一般水要重。普通的水(H2O)是由兩個只有質子的氫原子和一個氧16原子所組成,但在重水分子內的兩個氫同位素,比一般氫原子有各多一個中子,因此造成重水分子的質量比一般水要重。在自然界中,重水的含量很少。
由於普通水和重水都是由相同數量的氫和氧原子組成,兩者的化學反應皆會接近相同。但在物理上,重水的溶點和沸點比普通水稍高,在一個大氣壓力下,重水的溶點是攝氏3.82度,沸點是攝氏101.4度。
密度方面,在攝氏20度和一個大氣壓力的環境下,重水的密度是1.105g/cm3。由於重水比普通水不容易被電解為氫和氧,以及與普通水相比,其含量稀少的關系,人們便以電解的方式來提煉純度更高的重水。因此,重水的價格也比較昂貴。
有另一種重水稱為半重水,HDO,它只有一個氫原子是多一個中子的重氫。一般的半重水都並不純正,通常是50%HDO,25%的H2O 及 25%的D2O。
用途
使用核磁共振分析時倘若溶劑是水,而研究的對象是氫,可以使用重水作溶劑。
中子減速劑:某些核子反應堆使用重水來減慢中子的速度,讓它們有機會與鈾反應。輕水亦可以作減速劑,但因為輕水會吸收中子,因此輕水式反應堆必須使用濃縮鈾,而不能使用普通鈾,否則將不能達到臨界質量。重水反應堆不單可以使用普通鈾,而且會把鈾238轉化成為可製作核彈的鈈。印度、巴基斯坦、以色列、北朝鮮都是以這樣方法製造核燃料。為了防止核子武器擴散,重水的生產和出售在很多國家都受到限制。
健康問題
一般相信重水並不屬於有毒物質,但是人體內的某些代謝需要輕水,所以如果只喝重水會生病。情形就好像空氣中最主要的成分氮氣是無毒的,但吸入純氮會因為缺氧致死。以老鼠做的實驗發現重水能抑制細胞的有絲分裂,引起需要迅速代謝的身體組織變壞。實驗中的老鼠連續數天只喝重水後,體內約一半的體液變成重水;這時症狀開始出現,需要快速細胞分裂的組織,如發根及胃膜最先出現毛病。本來快速增長的癌細胞生長速度亦出現減慢,不過減慢的程度並不足以令重水作為可行的治療方法。
提煉方法
地球上的水若有 3,200分之一是半重水 (HDO)。半重水可以透過電解及蒸餾,或以化學方法從普通水中提煉出來。可以使用化學方法,是因為重氫及普通氫原子由於質量稍為不同,所以化學反應的速度有異。當水中的半重水到了相當的濃度,重水便會因為水份子之間交換氫原子而慢慢出現。要從半重水再提煉純正的重水亦可使用電解、蒸餾及化學方法。但是電解及蒸餾所需要的能量會非常巨大,因此一般這一步只會使用化學方法。
F. 納粹臟彈的臟彈來源
德國學者卡爾什似乎發現了蘇聯總參軍事情報偵察總局的一份報告,主要講述1945年3月希特勒炸彈試驗情況的。蘇聯特工機關領導人庫爾恰托夫在批復中寫道:「我不能完全確信,德國人確實試驗了臟彈。」這一批復雖然沒有證實納粹德國試驗原子彈的情報,但也沒有否認希特勒擁有了核武器的事實。
俄羅斯歷史學家、作家古巴列夫支持德國學者的觀點,認為納粹臟彈的許多秘密至今未能揭開,為製造臟彈,希特勒不惜任何人力物力,取得成功也是非常現實的。
古巴列夫披露,蘇聯間諜機關早在1941年就開始嚴密監視納粹臟彈研製有關的一切進展,蘇聯為這一項目取的代號為「埃諾爾莫茲」。1944年,庫爾恰托夫得到了一份關於各國原子彈研製進展的情報,得知美國和英國已取得了一些進展,後來通過其他渠道全部得到證實。該報告中關於納粹臟彈研製進展的內容如下:
「我們沒有掌握這個國家『埃諾莫爾茲』問題研製現狀的精確數據,現有情報互相矛盾,一些情報表明德國人取得了顯著的成績,另外一些情報認為在現在的經濟和軍事狀態下,德國不可能進行耗費如此巨大的『埃諾爾莫茲』領域內的科學工作。」
庫爾恰托夫本人當時認為,納粹分子可能在廣泛進行臟彈製造工作,他得到的情報表明,德國已擁有生產核武器所必須的鈾和重水。他要求特工重點查清德國人在此領域的最大進展,找到了哪些提取鈾-235的方法,是否在使用擴散法,是否採取了同位素分離的其他方法。同時強調查清納粹德國在挪威得到了多少數量的重水、正如何使用等情報。
G. 二戰英國「紅魔」特種部隊襲擊德國的重水工廠的整個過程是怎樣的
1944年2月20日10時45分,滿載「貨物」的「海多羅」號渡輪正顛簸著穿過波浪滔滔的挪威廷斯賈克湖時,忽然,船的甲板下傳來一陣悶雷似的爆炸聲,不到5分鍾,「海多羅」號便沉下了湖底,同它一道沉沒的則是希特勒佔有世界上第一顆原子彈的夢想。
漸入絕境的「燕子」
第二次世界大戰爆發後不久,德國的原子彈計劃便正式啟動。1942年9月,德國著名科學家韋爾納·海森堡在萊比錫收到了從挪威維莫克化工廠運來的重水,他立即進行了試驗。試驗結果表明,原子彈的研究將取得成功!領導美國原子彈研究計劃的格羅夫斯將軍很快就得到這一消息,並通過艾森豪威爾將此事轉報給了英國。
倫敦,英國三軍司令部的地下作戰室里,首相丘吉爾與將軍們制定出一個秘密方案:切斷德國製造原子彈不可缺少的原料——重水的來源,炸掉維莫克這座世界上惟一能夠提煉重水的化工廠,從而拖住德國製造原子彈的進程。
維莫克化工廠坐落在挪威小鎮維莫克附近的巴倫山上,四周為叢山所包圍,使用飛機進行直接轟炸是不現實的,惟一的辦法便是空降一支特種部隊炸掉這個工廠。英特種作戰部部長科林·賓格斯和安全協調局首腦斯蒂文森在大傷了一番腦筋之後,一份代號為「燕子」的行動計劃出爐了。
英國人的計劃是,先往巴倫山空降數名突擊隊員,待這些突擊隊員到達工廠附近並做好相應的准備工作後,再派突擊小組與其會合,從而一舉將化工廠炸為灰燼。
1942年10月24日傍晚,4名挪威籍的英國突擊隊員登上了飛往巴倫山的運輸機。經過幾小時的飛行,4名「燕子」在夜色中跳傘降落。降落後,突擊隊員們差不多用了兩天時間才把飛機投下的散落在各處雪地里的裝備找齊。
11月9日,英國特種作戰部終於收到了來自「燕子」的電報:我們已在維莫克化工廠附近安排就緒,並做好了著陸信號標志迎接滑翔機。
事不宜遲,斯蒂文森立刻下令後續的突擊小組進入戰斗。11月10日,兩架哈里法克斯轟炸機,各自牽引著一架滿載16名突擊隊員的滑翔機從蘇格蘭最北的機場起飛了。24小時後,斯蒂文森突然接到手下截獲的一份德國公告:「昨天,兩架英國轟炸機和滑翔機飛至挪威南部,被德國空軍戰斗機擊落,敵方人員全部被殲滅。」這一消息令斯蒂文森和賓格斯目瞪口呆。
更壞的消息接踵而至。一名德軍情報官員在搜查英軍飛機殘骸時,發現了一張地圖,圖上在維莫克鎮上畫了紅線。於是,德國駐挪威的總督約塞特·泰鮑溫和部隊司令官馮·法肯豪森立即奔赴維莫克鎮親自視察防務。納粹黨衛軍則在附近地區大肆搜捕。
由於無線電的電池已經用完,山上的「燕子」突擊隊員對這里發生的一切一無所知,他們呆在海拔1300米的山區里,等待後續突擊小組的到來。
「槍手」臨危赴命
在倫敦,斯蒂文森和賓格斯只得一切從頭開始,他們很快制定了一個名為「槍手」的計劃,決定派出一個人數不多的突擊小組,任務也由原先的炸毀整個工廠改為破壞維莫克化工廠的18個不銹鋼高濃縮電池和重水罐。賓格斯還從挪威皇家陸軍的志願人員中挑出一批隊員進行嚴格的訓練。
1943年2月16日,由6人組成的「槍手」突擊隊傘降到了距離維莫克化工廠西北45公里的斯庫利凱湖面上。由於負責接應的艾因納爾沒有及時趕到,「槍手」們便決定趁夜色冒險下山和艾因納爾取得聯系。
「槍手」們強忍著飢寒在山上艱難地滑行著。突然,4位滑雪者的身影躍入眼簾。「糟糕,是德國巡邏兵!」大家立即做好了射擊准備。等來人滑到眼前,才發現他們是與總部失去3個多月聯系的「燕子」隊員!
10名突出隊員加上山下的艾因納爾,共有11個挪威人在一起共同戰斗。
不久,艾因納爾帶來了鼓舞人心的情報:德國人認為上次的傘兵空襲不是針對維莫克化工廠,而是針對工廠附近的兵工廠。因此,100多名新來的警衛大部分被部署在兵工廠,只有12人被派到維莫克工廠。此外,艾因納爾還摸清了工廠里德軍警衛的位置及換崗時間,每一扇大門的開啟方法以及工廠附近的有關情況。
可是,突擊隊得穿越幾千米長的森林區,然後往下爬300米進入峽谷,涉過急流險灘,再登上300米峭壁岩石,才能到達通向工廠的鐵路堤岸。峭壁上裝有不少警報器,一不小心碰上,工廠里所有的探照燈便會立刻跟蹤過來。顯然,突擊隊員們要闖的是龍潭虎穴。
驚心動魄的一幕
2月27日,「槍手」隊長羅尼宣布突擊隊分為兩組:「燕子」隊員和羅尼本人組成爆破組,「槍手」隊員則為掩護組。20點准時出發。
由於帶著高能炸葯,「燕子」比「槍手」的速度要慢,不過他們憑著頑強的意志成功到達峭壁的頂端,沿著鐵路堤岸向前爬行。
隊員們來到了距工廠460米遠的地方,在這里,可以清楚地聽見工廠機器的轟鳴聲。羅尼讓眾人調整一下,等到了換崗時間,他果斷下令:「開始行動。」
一個緊握大鋼剪的隊員徑直奔向工廠大門,就聽「咔嚓」一聲脆響,鐵鏈和鎖應聲而落,其餘隊員魚貫而入。5名手持沖鋒槍的隊員占據了有利地形,一旦警報響起,他們可立即把沖出來的衛兵幹掉。
羅尼率領的爆破組在地下室不到3分鍾就找到了通向濃縮鈾車間的管道。在黑暗中,羅尼與他的兩個手下走散了,但他和另外兩名「燕子」隊員沿著錯綜復雜的管道繼續向前爬行。不久,羅尼他們便來到了此次行動的目的地——專門提煉重水的高濃縮車間。
羅尼迅速地巡視了一下儲藏罐、管道、機器和高濃縮電池,並在爆炸能造成最大破壞的地方放上了炸葯,調整好了定時器。然後,便帶著手下人沿原路快速爬出了地下室。
羅尼等人剛離開地下室,走到門外約18米處的鋼筋水泥牆後面,身後混凝土牆中響起了一聲沉悶的爆炸聲,一時間,工廠的警報聲、衛兵的警笛聲、武器的碰撞聲和衛兵的喊叫聲不絕於耳,整個工廠像一個被捅了的馬蜂窩亂成一片。
羅尼和他的隊友們趁亂向外跑去,很快就消失得無影無蹤。這一沉悶的爆炸聲,成功地使德國人耗費數年建成的重水工廠在幾秒鍾內陷入癱瘓,450公斤重水從炸毀的水槽中流出,順著工廠的污水溝白白地流走了。
斬草除根
1943年底,留守在維莫克化工廠附近的艾因納爾發來密報說:工廠經過修復又重新生產重水了。英國皇家空軍便開始了空襲,美國第八航空師配合英軍行動,大家都試圖炸掉這座極有可能幫助納粹德國製造原子彈的工廠。但屢次猛烈的空襲都未能產生明顯的效果,此時,德國人計劃把維莫克化工廠提煉重水的設備及其所儲存的重水搬遷到德國。
為了不讓德國人轉移重水的計劃得逞,留在挪威的5名突擊隊員再次擔任起了破壞並切斷德國重水供應的使命,艾因納爾接到特種作戰司令部的命令後,也立即投入行動。經過多渠道的打探,他了解到有一批相當於6個月產量的重水將於1944年2月從維莫克化工廠運到德國。他立即電告倫敦,請求藉此機會襲擊德國的重水運輸線,而不必再進行破壞工廠的行動。艾因納爾的請求很快便得到了賓格斯的批准,賓格斯還下令由艾因納爾負責具體籌劃。
艾因納爾與潛伏下來的一名叫本澤的突擊隊員取得了聯系,在仔細研究了襲擊方案後,他們二人開始了炸船的准備工作。本澤利用偽造的證件,冒充維莫克化工廠的雇員,乘坐用於裝運重水的「海多羅」號渡輪在廷斯賈克湖上走了一次。「海多羅」號是一艘用螺旋槳推動的老式輪船,開船後大約30分鍾就進入了深水區。因此,本澤決定在渡輪離岸45分鍾後,用炸葯把船炸穿。
1944年2月19日23時左右,重水開始從化工廠往火車上搬運,「海多羅」號上的水手己靠岸過夜,德國衛兵此時還未到達,船上只有挪威的守衛人員。本澤和艾因納爾偷偷鑽到了「海多羅」號的底艙,本澤讓艾因納爾留在艙口守著,以防他人進入,自己則沿著底艙向船頭摸去。很快,本澤就把炸葯和電動雷管安好,並調整好引爆裝置的時間,隨後便與艾因納爾一起離開了渡輪。20日10點整,「海多羅」號滿載重水起航。10時45分,炸彈准時爆炸,僅僅5分鍾的時間,德國最後一批珍貴的重水連同製造設備一同沉入了挪威的廷斯賈克湖湖底。希特勒的原子彈夢徹底破滅了。
H. 盟軍破壞德國重水基地的故事
1940年,納粹德國為實現其征服世界的野心,加緊進行原子核分裂實驗。同時,向挪威諾爾斯克電氣化工廠
大規模地訂購重水,年產量由3000磅增加到1萬磅。而當時英、美等國對原子彈的研製還處於開始階段,重水的提煉技術亦沒有完全解決。為了清除這個潛在的巨大危險,英國戰時內閣命令聯合作戰司令部,迅速派遣奇襲部隊攻擊諾爾斯克電氣化工廠,把積存的重水炸掉.
挪威諾爾斯克電氣化工廠地處險峻山峰之中,工廠是用堅固的鋼筋混凝土建造的七層樓房。附近是同樣堅固的電解水工廠,建在3百米高的峽谷懸崖之上,所有通往工廠的道路,都有精銳的德軍防守。該地區高空氣流猛烈,難以採用滑翔機攻擊。聯軍作戰司令部決定用6個挪威人組成特遣分隊,改用降落傘空投。
他們嚴格地挑選了6名曾經居住在該工廠附近的挪威人擔任突擊隊員。艾納是位電解氫專家,其弟在這個工廠擔任重要職務。艾納靠其弟的關系打入了工廠,搜集了大量有關工廠的情報,並及時報給了倫敦的聯合作戰司令部。聯合作戰司令部根據情報資料,繪制了工廠的立體模型。突擊隊員們按照艾納提供的情報,熟記了德國警衛人員的位置和換崗的時間,掌握了每一扇門開關的方法和工廠最近的一切詳情。為了轉移德國人的視線,聯合作戰司令部還有意製造假情報,使德國人確信盟軍要破壞工廠附近的堤壩,因而把大部分守衛人員都調去看守堤壩,致使防守諾爾斯克工廠的德軍只剩下12人。
1943年2月17日,這支突擊隊搭乘英國轟炸機空降到距諾爾斯克工廠30公里的斯庫利凱湖上,然後越過5公里冰雪封閉的森林區,穿過1條洶涌的急流,攀登上3百米高的冰牆,來到了工廠的大門口。突擊隊僅用3分鍾時間,就找到了濃縮室相通的電纜管道和預定要爆破的水槽,水管等,並把炸葯置於最易見效的地方。他們剛走出20碼遠,就聽到一聲劇烈的爆炸聲,工廠被炸毀了,珍貴的重水從水槽中流進了陰溝。
為了加緊製造重水,德國於1943年底修復部分諾爾斯克工廠,重新生產重水。但由於美國第8航空部隊的轟炸機摧毀了該工廠的發電所,迫使德國將全部儲存的重水裝運到"開特羅號"輪渡船上准備運回國內。但這並沒有逃脫突擊隊的攻擊,他們趁輪渡啟碇開航之前,在船艙里放置了定時炸彈,使德國僅存的最後通牒部分重水沉入湖底。至此,希特勒的原子夢便徹底破滅了
I. 重水是什麼含有多少中子
重水
重水(heavy water)是由氘和氧組成的化合物。分子式D2O,分子量20.0275,比普通水(H2O)的分子量18.0153高出約11%,因此叫做重水。在天然水中,重水的含量約佔0.015%。由於氘與氫的性質差別極小,因此重水和普通水也很相似。
重水的發現過程
1931年美國H.C.尤里和F.G.布里克維德在液氫中發現氘,
1933年美國G.N.路易斯和R.T.麥克唐南利用減容電解法得到0.5微升重水,純度為65.7%,再經電解,得0.1克接近純的重水。
1934 年,挪威利用廉價的水力發電,建立了世界上第一座重水生產工廠。
重水的生產方法有:
電解法。電解水時,EBAE的電解分離系數可達10左右,可使重水很快濃集。但耗電能太大,已不單獨使用。
精餾法。分水、氨、氫等精餾法,以富集其中的喉,操作雖簡單,但分離系數小。
化學交換法。利用化學反應使喉和氫交換而得到富集,是最經濟的方法。
重水的主要作用
重水主要用作核反應堆的慢化劑和冷卻劑,用量可達上百噸。重水分解產生的喉是熱核燃料。重水還可做示蹤物質。
重水在外觀上和普通水相似,只是密度略大,為1.lg/cm3,冰點略高,為3.82℃,沸點為101.42℃。參與化學反應的速率比普通水緩慢。
重水主要用於核反應堆中作減速劑,它可以減小中子的速率,使之符合發生裂變過程的需要。重水也是研究化學和生理變化中使用過的材料。濃而純的重水不能維持動植物的生命,其致死濃度為60%。
國際在線報道:美國表示,伊朗境內的一家重水生產工廠的修建工作已接近完成,屆時將能為附近的核反應堆提供其所需的重水。重水究竟是一種什麼寶貝,值得人們處心積慮地製造它、破壞它,如此密切地關注它呢?
重水與普通水看起來十分相像,它們的化學性質也一樣,不過某些物理性質卻不相同。普通水的密度為1克/?詄,而重水的密度為1.056克/?詄。人和動物若是喝了重水,會引起死亡。重水的特殊價值體現在原子能技術應用中,要製造威力巨大的核武器,就需要重水作為原子核裂變反應中的減速劑。
1942年2月的一天,當納粹德國滿載重水的輪渡船正准備橫渡挪威廷斯佐湖時,一聲低沉的爆炸聲自甲板下傳出來。5分鍾後,這艘船便沉入了湖底,船上裝載的重水也溶入了湖水中。同盟國的特工炸沉了這艘運送重水的渡船,使戰爭狂人希特勒夢想製造第一枚原子彈的計劃徹底破滅。
來源:國際在線-世界新聞報
重水的一個分子是由兩個重氫原子和一個氧原子組成,其分子式為D2O,相對分子質量是20,重水在自然界中分布較少,在普通水中約含重水0.015%.由於含量少,制備難,它比黃金還重.�
重水外觀上和普通水相似,是無色、無嗅無味的液體.密度比普通水大,熔點、沸點比普通水高.由於重水分子量大,運動速度慢,所以在高山上的冰雪中,特別是在南極的冰雪中重水含量微乎其微,水的密度最小,是地球上最輕的水.�
重水在尖端科技中有十分重要的用途.原子能發電站的心臟是原子反應堆,為了控制原子反應堆中核裂變反應的正常進行,需要用重水做中子的減速劑.電解重水可以得到重氫,重氫是制氫彈的原料,我國已於1967年6月17日成功地爆炸了第一顆氫彈,大長了中國人民的志氣.更重要的是重氫進行核聚變反應時,可放出巨大的能量,而且不會污染環境.有人計算推測,如果將海水中的重氫都用於熱核反應發電,其總能量相當於全部海洋都變成了石油.�
重水雖然在尖端技術上是寶貴的資源,但對人卻是有害的.人是不能飲用重水的,微生物、魚類在純重水或含重水較多的水中,只要數小時就會死亡.相反,含重水特別少的輕水,如雪水,卻能刺激生物生長
重水和普通水一樣,也是由氫和氧化合而成的液體化合物,不過,重水分子和普通水分子的氫原子有所不同。我們知道,氫有3種同位素。一種是氕,它只含有一個質子。它和一個氧原子化合可以生成普通的水分子。另一種是重氫 ——氘。它含有一個質子和一個中子。它和一個氧原子化合後可以生成重水分子。還有一種是超重氫——氚。它含有兩個中子和一個質子。
重水可以通過多種方法生產。最初的方法是用電解法,因為重水無法電解,這樣可以從普通水中把它分離出來。還有一種簡單方法是利用重水沸點高於普通水通過反復蒸餾得到。後來又發展了一些其他較佳的方法。
然而只有兩種方法已證明具有商業意義:水——硫化氫交換法(GS法)和氨——氫交換法。
GS法是基於在一系列塔內(通過頂部冷和底部熱的方式操作)水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法。在此過程中,水向塔底流動,而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環。使用一系列多孔塔板促進硫化氫氣體和水之間的混合。在低溫下氘向水中遷移,而在高溫下氘向硫化氫中遷移。氘被濃縮了的硫化氫氣體或水從第一級塔的熱段和冷段的接合處排出,並且在下一級塔中重復這一過程。最後一級的產品(氘濃縮至高達30%的水)送入一個蒸鎦單元以制備反應堆級的重水(即99.75%的氧化氘)。
氨——氫交換法可以在催化劑存在下通過同液態氨的接觸從合成氣中提取氘。合成氣被送進交換塔,而後送至氨轉換器。在交換塔內氣體從塔底向塔頂流動,而液氨從塔頂向塔底流動。氘從合成氣的氫中洗滌下來並在液氨中濃集。液氨然後流入塔底部的氨裂化器,而氣體流入塔頂部的氨轉換器。在以後的各級中得到進一步濃縮,最後通過蒸餾生產出反應堆級重水。合成氣進料可由氨廠提供,而這個氨廠也可以結合氨——氫交換法重水廠一起建造。氨——氫交換法也可以用普通水作為氘的供料源。
利用GS法或氨——氫交換法生產重水的工廠所用的許多關鍵設備項目是與化學工業和石油工業的若干生產工序所用設備相同的。對於利用GS法的小廠來說尤其如此。然而,這種設備項目很少有「現貨」供應。GS法和氨——氫交換法要求在高壓下處理大量易燃、有腐蝕性和有毒的流體。因此,在制定使用這些方法的工廠和設備所用的設計和運行標准時,要求認真注意材料的選擇和材料的規格,以保證在長期服務中有高度的安全性和可靠性。規模的選擇主要取決於經濟性和需要。因而,大多數設備項目將按照用戶的要求製造。
最後,應該指出,對GS法和氨——氫交換法而言,那些單獨地看並非專門設計或製造用於重水生產的設備項目可以組裝成專門設計或製造用於生產重水的系統。氨——氫交換法所用的催化劑生產系統和在上述兩方法中將重水最終加濃至反應堆級所用的水蒸餾系統就是此類系統的實例。
專門設計或製造用於利用GS法或氨——氫交換法生產重水的設備項目包括如下:
1. 水——硫化氫交換塔
專門設計或製造用於利用GS法生產重水的、用優質碳鋼(例如ASTM A516)製造的交換塔。該塔直徑6米(20英尺)至9米(30英尺),能夠在大於或等於2兆帕(300磅/平方英寸)壓力下和6毫米或更大的腐蝕允量下運行。
2. 鼓風機和壓縮機
專門為利用GS法生產重水而設計或製造的用於循環硫化氫氣體(即含H2S 70%以上的氣體)的單級、低壓頭(即0.2兆帕或30磅/平方英寸)離心式鼓風機或壓縮機。這些鼓風機或壓縮機的氣體通過能力大於或等於56米3/秒(120 000 標准立方英尺/分),能在大於或等於1.8兆帕(260磅/平方英寸)的吸入壓力下運行,並有對濕H2S介質的密封設計。
3.氨——氫交換塔
專門設計或製造用於利用氨——氫交換法生產重水的氨——氫交換塔。該塔高度大於或等於35米(114.3英尺),直徑1.5米(4.9英尺)至2.5米(8.2英尺),能夠在大於15兆帕(2225磅/平方英寸)壓力下運行。這些塔至少都有一個用法蘭聯結的軸向孔,其直徑與交換塔筒體部分直徑相等,通過此孔可裝入或拆除塔內構件。
4. 塔內構件和多級泵
專門為利用氨——氫交換法生產重水而設計或製造的塔內構件和多級泵。塔內構件包括專門設計的促進氣/液充分接觸的多級接觸裝置。多級泵包括專門設計的用來將一個接觸級內的液氨向其他級塔循環的水下泵。
5. 氨裂化器
專門設計或製造的用於利用氨——氫交換法生產重水的氨裂化器。該裝置能在大於或等於3兆帕(450磅/平方英寸)的壓力下運行。
6. 紅外吸收分析器
能在氘濃度等於或高於90%的情況下「在線」分析氫/氘比的紅外吸收分析器。
7. 催化燃燒器
專門設計或製造的用於利用氨——氫交換法生產重水時將濃縮氘氣轉化成重水的催化燃燒器。
分子式D2O,有10個中子