hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
ديوتيريوم الخصائص
الديوترون لديه لف مغزلي +1 («حالة ثلاثية») وبالتالي فهو بوزون. يختلف تردد الديوتيريوم بالرنين المغناطيسي النووي اختلافًا كبيرًا عن الهيدروجين الخفيف الشائع. كما يميز التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بسهولة العديد من المركبات المفسدة، بسبب الاختلاف الكبير في تردد امتصاص الأشعة تحت الحمراء الذي يظهر في اهتزاز رابطة كيميائية تحتوي على الديوتيريوم، مقابل الهيدروجين الخفيف. يمكن أيضًا التمييز بين نظيرين مستقرين للهيدروجين باستخدام مطياف الكتلة.
بالكاد يرتبط نواة الديوتيرون الثلاثية عند E B = 2.23، ولا ترتبط أي من حالات الطاقة الأعلى. الديوترون المفرد هو حالة افتراضية، مع طاقة ربط سلبية تبلغ 60 . لا يوجد مثل هذا الجسيم المستقر، لكن هذا الجسيم الافتراضي موجود بشكل عابر أثناء الانتثار غير المرن للنيوترون والبروتون، وهو ما يمثل المقطع العرضي الكبير غير المعتاد لتشتت النيوترونات من البروتون.
تسمى نواة الديوتيريوم ديوترون. لديه كتلة من 2.013553212745(40) (ما يزيد قليلاً عن 1.875).
مثل نصف قطر البروتون، تنتج القياسات باستخدام الديوتيريوم الميوني نتيجة أصغر: 2.12562(78).
ديوتيريوم الخصائص
الديوتيريوم هو واحد من خمسة نويدات مستقرة تحتوي على عدد فردي من البروتونات وعدد فردي من النيوترونات. فمعظم النوى الفردية-الفردية غير مستقرة فيما يتعلق بتحلل بيتا، لأن نواتج الاضمحلال متساوية، وبالتالي فهي مرتبطة بقوة أكبر، بسبب تأثيرات الاقتران النووي. ومع ذلك، يستفيد الديوتيريوم من اقتران البروتون والنيوترون بحالة المغزلي -1، مما يعطي جاذبية نووية أقوى؛ لا توجد حالة السبين -1 المقابلة في نظام ثنائي النيوترون أو ثنائي البروتون، بسبب مبدأ استبعاد باولي الذي قد يتطلب واحدًا أو جسيمًا متطابقًا آخر له نفس السبين للحصول على عدد كمي مختلف آخر، مثل المداري الزخم الزاوي. لكن الزخم الزاوي المداري لأي جسيم يعطي طاقة ربط أقل للنظام، ويرجع ذلك أساسًا إلى زيادة مسافة الجسيمات في التدرج الحاد للقوة النووية. في كلتا الحالتين، وهذا يتسبب في diproton وdineutron نواة ليكون غير مستقر.
يمكن فصل البروتون والنيوترون المكونين للديوتيريوم من خلال تفاعلات التيار المحايد مع النيوترينوات. المقطع العرضي لهذا التفاعل كبير نسبيًا، وتم استخدام الديوتيريوم بنجاح كهدف للنيوترينو في تجربة مرصد Sudbury Neutrino.
ديوتيريوم الخصائص
يحتوي الديوتيريوم ثنائي الذرة (D 2) على أيزومرات دوران أورثو وبارا نووي مثل الهيدروجين ثنائي الذرة، ولكن مع وجود اختلافات في عدد وتعداد حالات الدوران ومستويات الدوران، والتي تحدث لأن الديوتيرون هو بوزون له دوران نووي يساوي واحدًا.
نظرًا للتشابه في الكتلة والخصائص النووية بين البروتون والنيوترون، يُنظر إليهما أحيانًا على أنهما نوعان متماثلان من نفس الكائن، وهو nucleon. في حين أن البروتون فقط لديه شحنة كهربائية، فإن هذا غالبًا ما يكون ضئيلًا بسبب ضعف التفاعل الكهرومغناطيسي بالنسبة للتفاعل النووي القوي. يُعرف التناظر المتعلق بالبروتون والنيوترون باسم isospin ويُشار إليه بـ I (أو أحيانًا T).
ديوتيريوم الخصائص
Isospin (لف نظائري) هو تناظر (SU (2، مثل الدوران العادي، لذا فهو مشابه تمامًا له. البروتون والنيوترون، كل واحدة منها لديها ايزو تدور، تشكل صدرة isospin (مماثلة إلى صدرة تدور)، مع «القاعدة» دولة (↓) كونه النيوترون و«حتى» الدولة (↑) كونه بروتون. زوج من النيوكليونات يمكن أن يكون إما في حالة غير متناظرة من isospin تسمى القميص، أو في حالة متماثلة تسمى ثلاثي. فيما يتعلق بالحالة «السفلية» و «الأعلى»، فإن القميص هو
هذه نواة بها بروتون واحد ونيوترون واحد، أي نواة الديوتيريوم. الثلاثي هو
وبالتالي تتكون من ثلاثة أنواع من النوى، والتي من المفترض أن تكون متماثلة: نواة الديوتيريوم (في الواقع حالة شديدة الإثارة منها)، ونواة بها بروتونان، ونواة بها نيوترونان. هذه الدول ليست مستقرة.
ديوتيريوم الخصائص
يجب أن تكون الدالة الموجية للديوترون غير متماثلة إذا تم استخدام تمثيل الأيزوسبين (نظرًا لأن البروتون والنيوترون ليسا جسيمات متطابقة، لا يلزم أن تكون الدالة الموجية غير متماثلة بشكل عام). بصرف النظر عن isospin الخاص بهما، فإن النكليونتين لهما أيضًا توزيعات تدور ومكانية لدالتها الموجية. يكون الأخير متماثلًا إذا كان الديوترون متماثلًا في ظل التكافؤ (أي له تكافؤ «زوجي» أو «إيجابي»)، وغير متماثل إذا كان الديوترون غير متماثل تحت التكافؤ (أي له تكافؤ «فردي» أو «سلبي»). يتم تحديد التكافؤ بالكامل من خلال الزخم الزاوي المداري الكلي للنكليونين: إذا كان متساويًا، يكون التكافؤ زوجيًا (موجبًا)، وإذا كان فرديًا، يكون التكافؤ فرديًا (سلبيًا).
يعتبر الديوترون، كونه قميصًا متماثلًا، غير متماثل تحت تبادل النيوكليونات بسبب الإيزوسبين، وبالتالي يجب أن يكون متماثلًا في ظل التبادل المزدوج لللف والموقع. لذلك، يمكن أن يكون في أي من الحالتين المختلفتين التاليتين:
ديوتيريوم الخصائص
الدوران المتماثل والمتماثل تحت التكافؤ. في هذه الحالة، سيضاعف تبادل النيوكليونات الدالة الموجية للديوتيريوم بمقدار (−1) من التبادل المتشابك، (+1) من التبادل الدوراني و (+1) من التكافؤ (تبادل الموقع)، بإجمالي (−1)) حسب الحاجة من أجل عدم التناسق.
دوران غير متماثل وغير متماثل تحت التكافؤ. في هذه الحالة، سيضاعف تبادل النيوكليونات دالة موجة الديوتيريوم بمقدار (−1) من التبادل المتشابك، (1) من التبادل الدوراني و (1) من التكافؤ (تبادل الموقع)، مرة أخرى بإجمالي (- 1) حسب الحاجة للتناظر.
في الحالة الأولى الديوترون هو الثلاثي الدوران، وذلك أن لها مجموعه تدور الصورة هو 1. كما أن لها تكافؤًا متساويًا وبالتالي حتى الزخم الزاوي المداري l ؛ كلما انخفض الزخم الزاوي المداري، انخفضت طاقته. لذلك، فإن أقل حالة طاقة ممكنة لها s = 1، l = 0 .
في الحالة الثانية الديوترون هو القميص الدوران، وذلك أن لها مجموعه تدور الصورة هي 0. كما أن لها تماثلًا فرديًا وبالتالي زخمًا زاويًا مداريًا فرديًا l. لذلك، فإن أقل حالة طاقة ممكنة لها s = 0، l = 1 .
ديوتيريوم الخصائص
نظرًا لأن s = 1 يعطي جاذبية نووية أقوى، فإن الحالة الأرضية للديوتيريوم تكون في الحالة s =1، l = 0 .
تؤدي نفس الاعتبارات إلى الحالات المحتملة لثلاثي متساوي الدوران يكون s = 0، l = even أو s = 1، l = odd . وبالتالي فإن حالة أدنى طاقة لها s = 1، l = 1، أعلى من حالة القميص المتساوي.
ديوتيريوم الخصائص
التحليل المقدم للتو هو في الواقع تقريبي فقط، لأن isospin ليس تناظرًا دقيقًا، والأهم من ذلك أن التفاعل النووي القوي بين النيوكليونات مرتبط بالزخم الزاوي في تفاعل الدوران-المدار الذي يمزج حالات مختلفة s و l . أي أن s و l ليسا ثابتين في الزمن (لا يتنقلان مع هاميلتونيان)، ومع مرور الوقت، قد تصبح حالة مثل s = 1، l = 0 حالة s = 1، l = 2 . التكافؤ لا يزال مستمرا في الوقت المناسب حتى هذه لا تخلط مع الدول ل غريبة (مثل s = 0 l = 1 لذلك، فإن الحالة الكمومية للديوتيريوم هي تراكب (تركيبة خطية) للحالة s = 1، l = 0 والحالة s = 1، l = 2، على الرغم من أن المكون الأول أكبر بكثير. نظرًا لأن إجمالي الزخم الزاوي j هو أيضًا رقم كمي جيد (وهو ثابت في الوقت المناسب)، يجب أن يكون لكلا المكونين نفس j، وبالتالي j = 1. هذا هو الدوران الكلي لنواة الديوتيريوم.
للتلخيص، نواة الديوتيريوم غير متماثلة من حيث الأيزوسبين، ولها دوران 1 وحتى (+1) تكافؤ. الزخم الزاوي النسبي للنويات لتر ليست واضحة المعالم، والديوترون هو تراكب في الغالب l = 0 مع بعض l = 2
من أجل إيجاد العزم المغناطيسي للديوتيريوم ثنائي القطب μ نظريًا، يستخدم المرء معادلة العزم المغناطيسي النووي
g (l) و g (s) هي عوامل g من النيوكليونات.
نظرًا لأن البروتون والنيوترون لهما قيم مختلفة لـ g (l) و g (s)، يجب على المرء فصل مساهماتهما. يحصل كل منها على نصف الزخم الزاوي المداري للديوتيريوم  وتدور . واحد يصل في
حيث يشير الرمزان p و n إلى البروتون والنيوترون، و g(l)n = 0 .
باستخدام نفس الهويات هنا وباستخدام القيمة g(l)p = 1، نصل إلى النتيجة التالية، بوحدات المغناطيس النووي μ N
بالنسبة للحالة s = 1، l = 0 state (j = 1)، نحصل عليهابالنسبة إلى s = 1، l = 2 state (j = 1)، نحصل عليها
القيمة المقاسة لعزم ثنائي القطب المغناطيسي 0.857 هي 0.857، والتي تمثل 97.5٪ من 0.879تم الحصول على قيمة 0.879 ببساطة عن طريق إضافة لحظات من البروتون والنيوترون. يشير هذا إلى أن حالة الديوتيريوم هي في الواقع حالة تقريبية جيدة s = 1، l = 0، والتي تحدث مع دوران كل من النيوكليونات في نفس الاتجاه، لكن لحظاتهما المغناطيسية تنخفض بسبب اللحظة السلبية للنيوترون.
لكن الرقم التجريبي الأقل قليلاً من ذلك الناتج عن الإضافة البسيطة للبروتون ولحظات النيوترون (السالبة) يُظهر أن الديوتيريوم هو في الواقع مزيج خطي من الحالة s = 1، l = 0 مع اختلاط طفيف من s = 1، l = 2 دولة.
الرباعي الكهربائي المقاس 0.2859 هو 0.2859. في حين أن ترتيب الحجم معقول، نظرًا لأن نصف قطر الديوتيريوم بترتيب 1 فيمتومتر (انظر أدناه) وشحنته الكهربائية هي e، فإن النموذج أعلاه لا يكفي لحسابه. بشكل أكثر تحديدًا، لا يحصل الرباعي الكهربائي على مساهمة من الحالة l = 0 (وهي الحالة السائدة) ويحصل على مساهمة من مصطلح يخلط بين l = 0 و l = 2، لأن المشغل الكهربائي الرباعي يفعل لا يسافر مع الزخم الزاوي.
تكون المساهمة الأخيرة هي السائدة في حالة عدم وجود مساهمة نقية l = 0، ولكن لا يمكن حسابها دون معرفة الشكل المكاني الدقيق لوظيفة الموجات النوكليونية داخل الديوتيريوم.
لا يمكن حساب العزوم المغناطيسية والكهربائية العالية المتعددة بواسطة النموذج أعلاه، لأسباب مماثلة.
ديوتيريوم نبذة عن التطبيقات
الاستخدام الأهم للديوتريوم هو في إنتاج الماء الثقيل والذي يستخدم بدوره في بعض المفاعلات النووية.
كما أن القدرة العالية له على إنتاج الطاقة عند إدخاله في تفاعلات نووية اندماجية تجعله أحد أفضل الخيارات التي يعول عليها العلماء لتوليد طاقة نووية نظيفة في المستقبل.
ويستفاد من الديوتريوم اليوم في إجراء الكثير من التجارب والأبحاث العلمية في مجالي الكيمياء والكيمياء الحيوية، حيث يستخدم كنظير غير مشع في تتبع الجزيئات في التفاعلات الكيميائية. وذلك لأن الديوتريوم يتصرف في التفاعلات الكيميائية تماماً كالهيدروجين العادي، ويمكن تتبع الديوتريوم وتمييزه عن الهيدروجين العادي في نهاية التجربة بسبب فارق الكتلة بينهما.
من التفاعلات النووية الإندامجية الشائعة على النجوم (بما فيها الشمس) هو اندماج أنوية ذرات الهيدروجين العادي لتكوين الديوتريوم والتريتيوم والهليوم الثلاثي والرباعي.
ديوتيريوم التطبيقات
للديوتيريوم عدد من الاستخدامات التجارية والعلمية. وتشمل هذه:
يستخدم الديوتيريوم في مفاعلات الانشطار المعتدل بالماء الثقيل، عادةً في صورة سائل D 2 O، لإبطاء النيوترونات دون امتصاص النيوترون العالي للهيدروجين العادي. هذا استخدام تجاري شائع لكميات أكبر من الديوتيريوم.
في مفاعلات البحث، يستخدم السائل D 2 في المصادر الباردة لتعديل النيوترونات إلى طاقات منخفضة جدًا وأطوال موجية مناسبة لتجارب التشتت.
من الناحية التجريبية، يعتبر الديوتيريوم هو النيوكليدات الأكثر شيوعًا المستخدمة في تصميمات مفاعل الاندماج النووي، خاصةً مع التريتيوم، بسبب معدل التفاعل الكبير (أو المقطع العرضي النووي) وعائد الطاقة العالي لتفاعل D-T. هناك عائد أعلى تفاعل الاندماج D-3He، على الرغم من أن نقطة التعادل من D-3He أعلى من معظم تفاعلات الاندماج الأخرى؛ مع ندرة 3He، هذا يجعله غير قابل للتصديق كمصدر عملي للطاقة حتى يتم إجراء تفاعلات اندماج D-T و D-D على الأقل على نطاق تجاري. الاندماج النووي التجاري ليس بعد تقنية بارعة.
ديوتيريوم التطبيقات
يستخدم الديوتيريوم بشكل شائع في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي للهيدروجين (البروتون NMR) بالطريقة التالية. تتطلب الرنين المغناطيسي النووي عادة أن يتم تحليل المركبات ذات الأهمية على أنها مذابة في المحلول. نظرًا لخصائص الدوران النووية للديوتيريوم والتي تختلف عن الهيدروجين الخفيف الموجود عادةً في الجزيئات العضوية، فإن أطياف الرنين المغناطيسي النووي للهيدروجين / البروتيوم قابلة للتمييز بدرجة كبيرة عن أطياف الديوتيريوم، ومن الناحية العملية، لا يمكن «رؤية» الديوتيريوم بواسطة جهاز الرنين المغناطيسي النووي المضبوط من أجل الهيدروجين الخفيف . يتم استخدام المذيبات المزالة (بما في ذلك الماء الثقيل، ولكن أيضًا المركبات مثل الكلوروفورم المذاب، CDCl 3) بشكل روتيني في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي، من أجل السماح فقط بقياس أطياف الهيدروجين الخفيف للمركب محل الاهتمام، دون تدخل إشارة المذيبات.
ديوتيريوم التطبيقات
يمكن أيضًا استخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي للحصول على معلومات حول بيئة الديوترون في عينات ذات علامات نظيرية (Deuterium NMR). على سبيل المثال، يمكن قياس المرونة في الذيل، وهي سلسلة هيدروكربونية طويلة، في جزيئات الدهون التي تحمل علامة الديوتيريوم باستخدام الحالة الصلبة للديوتيريوم NMR.
تعتبر أطياف الديوتيريوم NMR مفيدة بشكل خاص في الحالة الصلبة بسبب عزمها الرباعي الصغير نسبيًا مقارنةً بنواة رباعية الأقطاب الأكبر مثل الكلور -35، على سبيل المثال.
ديوتيريوم التطبيقات
في الكيمياء والكيمياء الحيوية والعلوم البيئية، يتم استخدام الديوتيريوم كمتتبع نظائر غير مشع ومستقر، على سبيل المثال، في اختبار الماء المسمى بشكل مزدوج. في التفاعلات الكيميائية ومسارات التمثيل الغذائي، يتصرف الديوتيريوم بشكل مشابه إلى حد ما للهيدروجين العادي (مع بعض الاختلافات الكيميائية، كما لوحظ). يمكن تمييزه بسهولة عن الهيدروجين العادي من خلال كتلته، باستخدام مطياف الكتلة أو مطياف الأشعة تحت الحمراء. يمكن عن الديوتيريوم التي كتبها الفيمتو ثانية الأشعة تحت الحمراء الطيفي، لأن الفرق كتلة يؤثر بشكل كبير وتيرة الاهتزازات الجزيئية. توجد اهتزازات رابطة الديوتيريوم والكربون في مناطق طيفية خالية من الإشارات الأخرى.
ديوتيريوم التطبيقات
تعتبر قياسات الاختلافات الصغيرة في الوفرة الطبيعية للديوتيريوم، جنبًا إلى جنب مع نظائر الأكسجين الثقيل المستقرة 17 O و 18 O، ذات أهمية في الهيدرولوجيا، لتتبع الأصل الجغرافي لمياه الأرض. يتم إثراء النظائر الثقيلة للهيدروجين والأكسجين في مياه الأمطار (ما يسمى بالمياه النيزكية) كدالة لدرجة الحرارة البيئية للمنطقة التي يسقط فيها هطول الأمطار (وبالتالي يرتبط التخصيب بمتوسط خط العرض). الإثراء النسبي للنظائر الثقيلة في مياه الأمطار (على النحو المشار إليه يعني مياه المحيط)، عند رسمها مقابل انخفاض درجات الحرارة بشكل متوقع على طول خط يسمى خط المياه النيزكية العالمي (GMWL). تسمح هذه المؤامرة بتحديد عينات من المياه الناتجة عن هطول الأمطار جنبًا إلى جنب مع المعلومات العامة حول المناخ الذي نشأت فيه. كما أن العمليات التبخرية والعمليات الأخرى في المسطحات المائية، وكذلك عمليات المياه الجوفية، تغير بشكل تفاضلي نسب الهيدروجين الثقيل ونظائر الأكسجين في المياه العذبة والمالحة، بطرق مميزة وغالبًا ما تكون مميزة إقليمياً. عادة ما يشار إلى نسبة التركيز من 2 H إلى 1 H بالدلتا مثل δ 2 H ويتم رسم الأنماط الجغرافية لهذه القيم في خرائط يطلق عليها اسم isoscapes. يتم دمج النظائر المستقرة في النباتات والحيوانات ويمكن أن يساعد تحليل النسب في الطيور أو الحشرات المهاجرة في اقتراح دليل تقريبي لأصولها.
ديوتيريوم التطبيقات
تستفيد تقنيات نثر النيوترونات بشكل خاص من توافر العينات المتحللة: المقاطع العرضية H و D مميزة جدًا ومختلفة في الإشارة، مما يسمح باختلاف التباين في مثل هذه التجارب. علاوة على ذلك، فإن مشكلة الإزعاج للهيدروجين العادي هي المقطع العرضي النيوتروني الكبير غير المترابط، وهو لا شيء بالنسبة لـ D. وبالتالي يقلل استبدال ذرات الديوتيريوم بذرات الهيدروجين من ضوضاء التشتت.
يعتبر الهيدروجين مكونًا مهمًا ورئيسيًا في جميع مواد الكيمياء العضوية وعلوم الحياة، لكنه بالكاد يتفاعل مع الأشعة السينية. نظرًا لأن الهيدروجين (والديوتيريوم) يتفاعلان بقوة مع النيوترونات، فإن تقنيات تشتت النيوترونات، جنبًا إلى جنب مع مرفق التكسير الحديث،  تملأ مكانًا متميزًا في العديد من دراسات الجزيئات الكبيرة في علم الأحياء والعديد من المجالات الأخرى.
ديوتيريوم التطبيقات
تمت مناقشة هذا أدناه. من الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن معظم النجوم، بما في ذلك الشمس، تولد الطاقة على مدار معظم حياتها عن طريق دمج الهيدروجين في عناصر أثقل، فإن هذا الاندماج للهيدروجين الخفيف (البروتيوم) لم ينجح أبدًا في الظروف التي يمكن تحقيقها على الأرض. وبالتالي، فإن كل الاندماج الاصطناعي، بما في ذلك اندماج الهيدروجين الذي يحدث فيما يسمى بالقنابل الهيدروجينية، يتطلب الهيدروجين الثقيل (إما التريتيوم أو الديوتيريوم، أو كليهما) حتى تعمل العملية.
الدواء المزيل للعقار هو منتج طبي جزيء صغير يتم فيه استبدال ذرة أو أكثر من ذرات الهيدروجين الموجودة في جزيء الدواء بالديوتيريوم. بسبب تأثير النظائر الحركية، قد يكون للأدوية المحتوية على الديوتيريوم معدلات أقل من التمثيل الغذائي، وبالتالي عمر نصف أطول. في عام 2017، أصبح deutetrabenazine أول دواء منزوع الداء يحصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء.
يمكن استخدام الديوتيريوم لتعزيز روابط CH المعرضة للأكسدة ضمن العناصر الغذائية الأساسية أو الأساسية المشروطة،  مثل بعض الأحماض الأمينية، أو الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFA)، مما يجعلها أكثر مقاومة للأضرار التأكسدية. الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة المزالة، مثل حمض اللينوليك، تبطئ التفاعل المتسلسل لبيروكسيد الدهون الذي يتلف الخلايا الحية. إيثيل الإيثيل المذاب لحمض اللينوليك (RT001)، الذي طورته شركة Retrotope، يخضع لتجربة استخدام رحيمة في ضمور المحور العصبي الطفلي وقد أكمل بنجاح تجربة المرحلة الأولى / الثانية في رنح فريدريك.
يمكن تثبيت اللقاحات الحية، مثل لقاح فيروس شلل الأطفال الفموي، عن طريق الديوتيريوم، إما بمفرده أو بالاشتراك مع مثبتات أخرى مثل MgCl 2.
لقد ثبت أن الديوتيريوم يطيل فترة تذبذب الساعة اليومية عند تناول الجرذان والهامستر وGonyaulax dinoflagellates. في الجرذان، يعطل تناول 25٪ D 2 O المزمن إيقاع الساعة البيولوجية عن طريق إطالة الفترة اليومية للنظم فوق التصالبية التي تعتمد على الإيقاعات في منطقة ما تحت المهاد في الدماغ. تدعم التجارب التي أُجريت على الهامستر أيضًا النظرية القائلة بأن الديوتيريوم يعمل مباشرةً على النواة فوق التصالبية لإطالة فترة الجري الحر.
ديوتيريوم قديماً
تم الاشتباه في وجود نظائر غير مشعة لعناصر أخف في دراسات النيون في وقت مبكر من عام 1913، وثبت ذلك من خلال مطياف الكتلة لعناصر الضوء في عام 1920. كانت النظرية السائدة في ذلك الوقت هي أن نظائر العنصر تختلف عن طريق وجود بروتونات إضافية في النواة مصحوبة بعدد متساوٍ من الإلكترونات النووية . في هذه النظرية، تحتوي نواة الديوتيريوم بكتلة اثنين وشحنة واحدة على بروتونين وإلكترون نووي واحد. ومع ذلك، كان من المتوقع أن يكون عنصر الهيدروجين بمتوسط كتلة ذرية مقيسة قريبًا جدًا من 1، الكتلة المعروفة للبروتون، دائمًا على نواة مكونة من بروتون واحد (جسيم معروف)، ولا يمكن أن تحتوي على بروتون ثانٍ. وهكذا، كان يُعتقد أن الهيدروجين لا يحتوي على نظائر ثقيلة.
ديوتيريوم قديماً
تم اكتشافه لأول مرة عن طريق التحليل الطيفي في أواخر عام 1931 من قبل هارولد أوري، الكيميائي في جامعة كولومبيا. قام المتعاون مع أوري، فرديناند بريكويد، بتقطير خمسة لترات من الهيدروجين السائل المنتج بالتبريد إلى 1 من السائل، باستخدام مختبر الفيزياء ذات درجة الحرارة المنخفضة الذي تم إنشاؤه مؤخرًا في المكتب الوطني للمعايير في واشنطن العاصمة (الآن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا). تم استخدام هذه التقنية سابقًا لعزل نظائر النيون الثقيلة. ركزت تقنية الغليان المبردة جزء من نظير الكتلة 2 للهيدروجين لدرجة جعلت تحديدها الطيفي واضحًا.
ابتكر أوري أسماء البروتيوم والديوتيريوم والتريتيوم في مقال نُشر عام 1934. يعتمد الاسم جزئيًا على نصيحة من GN Lewis الذي اقترح اسم "deutium". الاسم مشتق من الكلمة اليونانية deuteros («الثانية»)، وتسمى النواة "deuteron" أو "deuton". تم إعطاء النظائر والعناصر الجديدة تقليديًا الاسم الذي قرره مكتشفها. أراد بعض العلماء البريطانيين، مثل إرنست رذرفورد، أن يُطلق على النظير «دبلوجين»، من diploos اليونانية («مزدوج»)، وأن تسمى النواة «دبلون».
ديوتيريوم قديماً
كانت الكمية المستنتج من الوفرة الطبيعية لهذا النظير الثقيل للهيدروجين صغيرة جدًا (حوالي ذرة واحدة فقط في 6400 ذرة هيدروجين في مياه المحيط (156 ديوتيريوم لكل مليون هيدروجين)) بحيث لم تؤثر بشكل ملحوظ على القياسات السابقة للكتلة الذرية للهيدروجين (المتوسط). هذا يفسر سبب عدم الاشتباه به تجريبياً من قبل. تمكن أوري من تركيز الماء لإظهار التخصيب الجزئي للديوتيريوم. أعد لويس العينات الأولى من الماء الثقيل النقي في عام 1933. كان اكتشاف الديوتيريوم، قبل اكتشاف النيوترون في عام 1932، بمثابة صدمة تجريبية للنظرية، ولكن عندما تم الإبلاغ عن النيوترون، مما جعل وجود الديوتيريوم أكثر قابلية للتفسير، حصل الديوتيريوم على أوري جائزة نوبل في الكيمياء عام 1934. شعر لويس بالمرارة بسبب تجاوزه لهذا الاعتراف الذي منحه لطالبه السابق.
قبل الحرب بفترة وجيزة، نقل هانز فون هالبان ولو كوارسكي أبحاثهما حول الاعتدال النيوتروني من فرنسا إلى بريطانيا، حيث قاما بتهريب الإمداد العالمي الكامل من الماء الثقيل (الذي تم تصنيعه في النرويج) عبر ستة وعشرين براميل فولاذية.
ديوتيريوم قديماً
خلال الحرب العالمية الثانية، عُرف عن ألمانيا النازية أنها تجري تجارب باستخدام الماء الثقيل كوسيط لتصميم مفاعل نووي. كانت مثل هذه التجارب مصدر قلق لأنها قد تسمح لها بإنتاج البلوتونيوم لصنع قنبلة ذرية. في النهاية أدى ذلك إلى عملية الحلفاء المسماة «التخريب النرويجي بالماء الثقيل»، والتي كان الغرض منها تدمير منشأة إنتاج / تخصيب فيمورك للديوتيريوم في النرويج. في ذلك الوقت، كان هذا يعتبر مهمًا للتقدم المحتمل للحرب.
ديوتيريوم قديماً
بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية، اكتشف الحلفاء أن ألمانيا لم تبذل الكثير من الجهد الجاد في البرنامج كما كان يُعتقد سابقًا. لم يتمكنوا من الحفاظ على سلسلة من ردود الفعل. كان الألمان قد أكملوا فقط مفاعلًا تجريبيًا صغيرًا تم بناؤه جزئيًا (كان مخفيًا). بحلول نهاية الحرب، لم يكن لدى الألمان حتى خمس كمية الماء الثقيل اللازمة لتشغيل المفاعل،  جزئيًا بسبب عملية تخريب المياه الثقيلة النرويجية. ومع ذلك، حتى لو نجح الألمان في تشغيل مفاعل (كما فعلت الولايات المتحدة مع مفاعل الجرافيت في أواخر عام 1942)، فإنهم كانوا لا يزالون على بعد عدة سنوات على الأقل من تطوير القنبلة الذرية بأقصى جهد. تطلبت العملية الهندسية، حتى مع بذل أقصى جهد وتمويل، حوالي عامين ونصف (من أول مفاعل حرج إلى القنبلة) في كل من الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي، على سبيل المثال.
ديوتيريوم قديماً
كانت قنبلة Ivy Mike التي يبلغ وزنها 62 طنًا والتي صنعتها الولايات المتحدة وانفجرت في 1 نوفمبر 1952، أول «قنبلة هيدروجينية» ناجحة تمامًا (قنبلة نووية حرارية). في هذا السياق، كانت القنبلة الأولى التي أتت معظم الطاقة المنبعثة فيها من مراحل التفاعل النووي التي أعقبت مرحلة الانشطار النووي الأولي للقنبلة الذرية. كانت قنبلة Ivy Mike عبارة عن مبنى يشبه المصنع، وليس سلاحًا قابلاً للتوصيل في وسطها، يوجد دورق مفرغ أسطواني كبير الحجم أو منظم تبريد يحتوي على سائل ديتريوم مبرد بحجم حوالي 1000 لتر (كتلته 160 كجم، إذا كان هذا الحجم ممتلئًا تمامًا). بعد ذلك، تم استخدام قنبلة ذرية تقليدية («أولية») في أحد طرفي القنبلة لتهيئة ظروف درجة الحرارة والضغط الشديدين اللازمين لإطلاق التفاعل النووي الحراري.
في غضون سنوات قليلة، تم تطوير ما يسمى بالقنابل الهيدروجينية «الجافة» التي لا تحتاج إلى الهيدروجين المبرد. تشير المعلومات الصادرة إلى أن جميع الأسلحة النووية الحرارية التي تم بناؤها منذ ذلك الحين تحتوي على مركبات كيميائية من الديوتيريوم والليثيوم في مراحلها الثانوية. المادة التي تحتوي على الديوتيريوم هي في الغالب ديوتريد الليثيوم، حيث يتكون الليثيوم من نظير الليثيوم -6. عندما يتم قصف الليثيوم -6 بالنيوترونات السريعة من القنبلة الذرية، يتم إنتاج التريتيوم (هيدروجين -3)، ثم ينخرط الديوتيريوم والتريتيوم بسرعة في اندماج نووي حراري، ويطلقان طاقة وفيرة، وهليوم -4، وحتى المزيد من النيوترونات الحرة.
في أغسطس 2018، أعلن العلماء عن تحويل الديوتيريوم الغازي إلى شكل معدني سائل. قد يساعد هذا الباحثين على فهم الكواكب الغازية العملاقة بشكل أفضل، مثل كوكب المشتري وزحل والكواكب الخارجية ذات الصلة، حيث يُعتقد أن هذه الكواكب تحتوي على من الهيدروجين المعدني السائل، والذي قد يكون مسؤولاً عن الحقول المغناطيسية القوية المرصودة.
ديوتيريوم بيانات الديوتيريوم العنصري
البيانات في حوالي 18 لـ D 2 (نقطة ثلاثية):
ديوتيريوم أنتيديوتيريوم
أنتيديوتيريوم هو المادة المضادة نظيره نواة الديوتيريوم، تتكون من البروتون المضاد ومضاد النترون. تم إنتاج مضاد اللوتيرون لأول مرة في عام 1965 في البروتون السنكروترون في سيرن  والسنكروترون بالتناوب في مختبر بروكهافن الوطني. سيطلق على الذرة الكاملة، مع البوزيترون الذي يدور حول النواة، أنتيديوتيريوم، ولكن اعتبارًا من 2019 لم يتم إنشاء أنتيديوتيريوم. الرمز المقترح ل أنتيديوتيريوم هو D_
فيتليوس
أولوس فيتيلوس (باللاتينية:: Aulus Vitellius، تلفظ لاتيني: [ˈau̯lʊs wɪˈtɛllɪ.ʊs]) (ولد 24 سبتمبر 15 - توفي 22 ديسمبر 69 م) كان إمبراطورًا رومانيًا لمدة ثمانية أشهر، منذ 16 أبريل حتى 22 ديسمبر 69 م. أُعلن فيتليوس إمبراطورًا بعد خلافة سريعة للأباطرة الذين سبقوه وهم غالبا وأوتو، في عام من الحرب الأهلية المعروف باسم عام الأباطرة الأربعة. كان فيتيلوس أول من أضاف سمة جريمانيكوس إلى اسمه بدلًا من قيصر عند استلامه الحكم. تمامًا كما فعل سلفه أوتو، حاول فيتليوس حشد الدعم العام لقضيته من خلال تكريم نيرون وتقليده، خاصة أنه كان ما يزال يتمتع بشعبية كبيرة في الإمبراطورية.
فيتليوس
سرعان ما تحدت جحافل متمركزة في المقاطعات الشرقية مطالبته بالعرش، فأعلنت قائدها فسبازيان إمبراطورًا بدلًا من فيتيلوس. نشبت الحرب، مما أدى إلى هزيمة ساحقة لفيتيليوس في معركة بيدرياكوم الثانية في شمال إيطاليا. بمجرد أن أدرك أن الدعم الذي حظي به يتذبذب، أعلن فيتليوس عن استعداده للتنازل عن العرش لصالح فيسباسيان. لم يسمح له أنصاره بالقيام بذلك، ما أدى إلى معركة وحشية على روما بين قوات فيتليوس وجيوش فيسباسيان. أعدمه جنود فيسباسيان في روما في 22 ديسمبر من العام 69 ميلادي.
فيتليوس الخدمة العامة
كان قنصلًا سنة 48 ميلادي، وحاكمًا لأفريقية في عام 60 أو 61. في نهاية عام 68، اختاره غالبا لقيادة جيش جرمانيا الدنيا ما أثار دهشة العامة، وهنا اكتسب فيتليوس شهرة بين أتباعه وبين الجنود من خلال التبذير الفظيع وطبيعته الجيدة بشكل مفرط، والتي سرعان ما أثبتت أنها قاتلة لمبدأي النظام والانضباط.
يدين فيتيلوس بارتقائه للعرش لكيسينا وفابيوس فالنس، قادة فيلقين على نهر الراين. من خلال هذين الرجلين، أُنجزت ثورة عسكرية بسرعة فائقة. رفضوا تجديد تعهدهم بالولاء للإمبراطور غالبا في 1 يناير من العام 69 ميلادي، وفي أوائل عام 69، أُعلن فيتليوس إمبراطورًا في كولونيا، وبصورة أدق، فقد أعلن إمبراطورًا لجيوش جرمانيا الدنيا والعليا. وقفت جيوش غال وبريتانيا ورايتيا معهم بعد ذلك بوقت قصير. لكن بحلول الوقت الذي ساروا فيه نحو روما، كان عليهم أن يواجهوا أوثو، وليس غالبا.
فيتليوس الخدمة العامة
في الواقع، لم يعترف كل العالم الروماني بفيتولوس إمبراطورًا، على الرغم من أن مجلس الشيوخ قبله في روما وأصدر مرسومًا له بالتكريم الإمبراطوري المعتاد. جاء إلى إيطاليا على رأس قوة عسكرية فاسدة وخشنة، وأصبحت روما مسرحًا لأعمال الشغب والمذابح وعروض المصارعين والولائم باهظة الثمن. لمكافأة جيوشه المنتصرة، وسّع فيتليوس الحرس البريتوريّ وضمّ جنوده إليه.