Напомним, что дейтериевая ее часть находится в воде в виде НDО, так как при смешивании легкой (Н20) и тяжелой (D20) воды идет изотопный обмен:
Н20 + D20 = 2HDO,
где ?S°298 = 2,8.
Судя по значению энтропии, можно заключить, что почти весь дейтерий в воде находится в виде HDO с температурой перехода в лед при плюс 1,9°С.
В исчезающе малых количествах (10-17 — 10-18 атомных процента) в воде находится очень тяжелая и радиоактивная ее фракция — тритиевая вода T20 и НТО, которые превращаются в льдоподобные кристаллы соответственно при температурах плюс 9°С и плюс 4,5 °С.
Последние исследования, проведенные в ряде зарубежных стран (Япония, Америка и др.), подтвердили отрицательное действие на все живое тяжелой воды и особенно ее радиоактивной и сверхтяжелой компоненты — тритиевой воды. Поэтому для наших исследований представляет теоретический и особенно практический интерес в том, как и какими технологическими приемами можно освобождать питьевую воду от дейтерия и трития.
Для этого придется нам опять постепенно замораживать воду. Судя по температуре перехода в твердое состояние, уже при плюс 4,5°С практически весь тритий будет находится в квазикристаллическом состоянии. Затем при плюс 1,9°С дейтериевая фракция воды также перейдет в лед, а уж ниже 0°С замерзанию подвергнется основная масса воды — легкая (Н12О16). Поэтому в первых порциях замерзшей воды, прилегающей к внутренней поверхности емкости, мы находим повышенное содержание дейтерия и трития, а по мере приближения фронта кристаллизации воды к центру этих тяжелых изотопов будет все меньше и меньше.
Таким образом, мы видим, что все примеси, растворенные в воде, в отличие от дейтерия и трития ведут себя при замерзании воды в диаметрально противоположном направлении: в первых порциях льда их практически нет, а в последних — основная масса.
Таяние льда, как известно, начинается с 0°С. При 0-1,9°С вся тяжелая фракция воды, содержащая дейтерий и тритий, будет находиться в талой воде в виде «распыленных» кристалликов, стремящихся «прилипнуть» к тающему куску льда, в центральном объеме которого содержится повышенное количество зафиксированных при замораживании воды различного рода примесей, в том числе вредных и ядовитых.
По понятным причинам в теоретической концепции механизма и кинетики технологии получения ЖТВ мы уделили больше внимания первому.
В процессе избирательной кристаллизации и ликвации показано преимущественное направление динамически меняющихся по принципу «туда-сюда» перехода изотопов и примесей воды на границе раздела фаз.
В этой связи возникает вопрос: а взаимодействуют ли молекулы тяжелой воды с материалом емкости? Анализ литературных данных (В.М.Мухачев. Живая вода. М.: Наука, 1975, c.ll и др.) свидетельствуют, что дейтерий, например, адсорбируется на поверхности микропористого стекла с образованием групп Si-OD. Таким образом, с учетом широчайшего распространения кремнезема в природе, в минералах, в различной керамической посуде выявлен очень важный источник возможного небольшого удаления из воды дейтерия.
Суммируя все сказанное выше, можно дать четкое объяснение целесообразности и последовательности технологических операций способа получения ЖТВ.
1. Кипячение и резкое охлаждение воды необходимы для удаления газов, разрушения старой структуры и создания условий для формирования новой структуры воды.
2. Замораживание осуществляют для селективного разделения примесей и тяжелых изотопов, а также для формирования упорядоченной структуры воды.
3. Таяние. Главное назначение таяния льда состоит в фиксировании в ледяной сосульке вредных и ядовитых веществ и тяжелых изотопов воды, в получении ЖТВ, очищенной от вредных примесей с пониженным содержанием дейтерия и трития с идеальной льдоподобной структурой.
4. Фиксированное кремнийсодержащей поверхностью емкости, например, стеклянной или эмалированной посуды, некоторое количество дейтерия и трития легко смывается горячей водой.