Veðrið - 01.04.1967, Qupperneq 7

BRAGI ÁRNASON, liaunvtsindastofnun Háskólans:
Notkun vetnissamsætna við grunnvatnsrannsóknir
á ísiandi
Inngangur.
Samsætur (ísótópar) eru þær frumeindir (atorn)
eins og sama frumefnis nefndar, sem eru misjafn-
ar að þyngd. Þannig er vetni samsett úr tveim
stöðugum samsætum, einvetni (protium, H) og
tvívetni (deuterium, D), en súrefni úr þrem, súr-
efni-16, súrefni-17 og súrefni-18. Auk þess eru svo
til geislavirkar samsætur af þessum efnum. Má
þar t. d. nefna þrívetni (tritium, T), sem er
þriðja vetnissamsætan.
Eftir að tvívetni var uppgötvað 1932, tóku
menn til að mæla magn Jjess í vatni, sem finnst
í náttúrunni. Fyrstu mælingarnar, sem byggðust
á Jjví að mæla eðlisjryngd vatnsins, voru mjög
ónákvæmar. Síðar lundu menn aðlerö til að frarn-
kvæma Jjessar mælingar í svonelndum massagreini
(„mass spectrometer"), og um leið urðu mælingarnar mjög nákvæmar, Jjví að
massagreinirinn veitir bókstallega möguleika á að telja frumeindirnar.
Það kom fljótt í Ijós, að tvívetnisinnihald vatns þess, sem fyrirfinnst í náttúr-
unni, er alls ekki alltaf Jiað sama, eins og menn höfðu haldið í fyrstu, heldur
getur Jjað verið nokkuð mismunandi. Þó er tvívetnisinnihald vatnsins alltaf
mjög lítið miðað við innihald Jjess af einvetni. Sem dæmi má nefna að sjávar-
vatn inniheldur um það bil 160 tvívetnisfrumeindir af hverri milljón vetnis-
frumeinda, en vatn úr regnskúr getur innihaldið 150 tvívetnisfrumeindir af
liverri milljón vetnisfrumeinda.
Hver er svo orsökin fyrir þessum mismun á tvívetnisinnihaldi? Eins og áður
er sagt, [>á eru vetnissamsæturnar misþungar. Tvívetni er tvöfalt þyngra en hið
venjulega cinvetni og [jar af leiðandi verður vatnssameind (vatnsmólekúl) með
einni tvívetnisfrumeind (FIOD) einnig eitthvað Jjyngri en vatnssameind með
aðeins venjulegu einvetni (HOH). Þótt Jjessar tvær misþungu sameindir hafi
hér um bil sömu eiginleika, Jjá er Jjó örlítill ntunur á, sem skapast vegna mis-
munandi [junga Jjeirra. Einfaldast er að hugsa sér [jyngri sameindina eitthvað
stirðari í hreylingum sínum. Afleiðing Jjessa verður svo meðal annars sú, að
við uppgufun vatns breytast Jjungu vatnssameindirnar citthvað tregar í gufu en
þær léttu. Við þéttingu vatnsgufu á hinn bóginn breytast þungu vatnssameind-
irnar eitthvað auðveldar í vökva en Jjær léttu.
VEÐRIÐ
7