Le deutérium (symbole 2H ou D) est un isotope naturel de l'hydrogène. Son noyau atomique, appelé deuton ou deutéron, possède un proton et un neutron, d'où un nombre de masse égal à 2.
Les physiciens appellent eau lourde - ou parfois oxyde de deutérium --, une eau dans laquelle les atomes d'hydrogène de l'eau sont remplacés par des atomes de deutérium noté 2H ou D. Le deutérium est un isotope stable de l'hydrogène.
L'hydrogène est le seul élément disposant de noms et de symboles différents pour ses différents isotopes, encore en usage de nos jours. L'isotope 2H (ou H-2) est ainsi appelé « deutérium » (symbole D), et l'isotope 3H (ou H-3) « tritium » (symbole T).
Pour obtenir du deutérium, il suffit de distiller de l'eau, qu'il s'agisse d'eau douce ou d'eau de mer. Cette ressource est largement disponible et quasiment inépuisable. Chaque mètre-cube d'eau de mer contient 33 grammes de deutérium que l'on extrait de manière routinière à des fins scientifiques et industrielles.
En effet, le deutérium se trouve à l'état naturel dans l'eau de mer (33 g/m3). Le tritium peut, quant à lui, être fabriqué à partir du lithium que l'on trouve dans la croûte terrestre (20 mg/kg) ou dans les océans (0,00018 mg/m3).
L'eau lourde est chère : elle se négocie à plusieurs milliers d'euros le litre. Le Canada caracole en tête de la production d'eau lourde, suivi par l'Inde, l'Argentine et la Norvège.
L'eau lourde ou oxyde de deutérium D2O (ou 2H2O) est constituée des mêmes éléments chimiques que l'eau ordinaire H2O (ou 1H2O), mais ses atomes d'hydrogène sont des isotopes lourds, du deutérium (le noyau de deutérium comporte un neutron en plus du proton présent dans tout atome d'hydrogène).
Une autre méthode consiste à électrolyser l'eau pour obtenir de l'oxygène et de l'hydrogène contenant du gaz normal ainsi que du deutérium. L'hydrogène est ensuite liquéfié et distillé pour séparer les deux composants, après quoi le deutérium réagit avec l'oxygène pour former de l'eau lourde.
Le deutérium et le tritium sont des atomes très légers, tous deux isotopes de l'hydrogène : ils ont un seul proton (numéro atomique de l'hydrogène) mais leur nombre de neutrons diffère. Dans un état d'agitation thermique intense, leurs noyaux peuvent fusionner en des noyaux uniques d'hélium (de numéro atomique 2).
Les taux de tritium relevés dans l'eau potable de ces communes sont tous largement inférieurs à 100 Bq/l (becquerels par litre), ils ne présentent pas de danger pour la santé.
C'est le fer. Au début de leur vie, les étoiles tirent leur énergie de la fusion de petits noyaux atomiques pour former des noyaux plus gros. Les étoiles fabriquent ainsi de l'hélium par fusion de noyaux d'hydrogène. Quand il est épuisé, l'hélium réagit et donne du carbone et de l'oxygène.
Le deutérium, noté 2H ou D, est l'isotope de l'hydrogène dont le nombre de masse est égal à 2 : son noyau atomique, appelé deuton ou deutéron, compte 1 proton et 1 neutron avec un spin 1+ pour une masse atomique de 2,014 101 777 8 g/mol .
Les combustibles nécessaires à la fusion sont deux isotopes de l'hydrogène : le deutérium, disponible en quantités pratiquement illimitées dans l'eau des mers, et le tritium que l'on produit à partir du lithium relativement abondant dans l'écorce terrestre.
L'une des méthodes de production consiste à extraire l'hydrogène lourd (deuterium) de l'hydrogène industriel et à obtenir de l'eau lourde (D2O) par combustion du deuterium gazeux. Les usines d'engrais azotés sont une source importante d'hydrogène industriel.
Le tritium est un isotope radioactif de l'hydrogène. Il compte le même nombre de protons et d'électrons que l'hydrogène, mais il a deux neutrons, alors que l'hydrogène normal n'en a pas, ce qui le tritium instable et radioactif.
Le deutérium est formé par l'addition d'un proton et d'un neutron. Au dessus d'un milliard de Kelvins, il est instable car des photons peuvent facilement le dissocier. est un photon résultant de la réaction.
Aucun risque de fusion du cœur : Un accident nucléaire de type Fukushima ne peut pas se produire dans un réacteur de fusion. Les conditions propices aux réactions de fusion sont difficiles à atteindre ; en cas de perturbation, le plasma se refroidit en l'espace de quelques secondes et les réactions cessent.
La conclusion est simple : si nous voulons libérer de l'énergie nucléaire, il nous faut : Soit assembler des petits noyaux pour en faire de plus gros ; c'est la fusion. Soit casser des gros noyaux pour en faire de moins gros : c'est la fission.
Le tritium ne se trouve pas dans la nature, mais il est un isotope radioactif instable (il a une durée de vie moyenne de 12,3 ans). Par conséquent, si l'on veut du tritium (par exemple pour utilisation dans les armes nucléaires), il faut fabriquer artificiellement.
L'eau lourde, ou oxyde de deutérium, est un isotope de l'hydrogène. Elle fut découverte en 1931 par le chimiste américain Harold Urey.
Pour créer leur bombe, les Allemands devaient fabriquer de l'eau lourde (oxyde de deutérium) qui aurait pu être utilisée ensuite pour produire des armes nucléaires. En février 1943, une équipe de commandos norvégiens a réussi à détruire le site de production lors d'une deuxième tentative.
Et de la boire dans les 48 heures qui suivent l'ouverture de la bouteille, de la fiole ou du bidon : « des micro-organismes comme des bactéries risquent alors de se développer ».
L'eau peut se former spontanément à partir de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, mais seulement sous certaines conditions : Des quantités suffisantes d'oxygène et d'hydrogène, Une température pas trop élevée (pas plus de 2 000 à 3 000 °C) Un rayonnement ultraviolet pas trop important.