Química

Nueva técnica para detectar el agua pesada


(NC&T) El desarrollo se ha efectuado en el Instituto Tecnológico de California.

Andrea Armani y Kerry Vahala han revelado que un tipo especial de dispositivo óptico diminuto puede configurarse para detectar agua pesada. Denominado microrresonador óptico, el dispositivo tiene forma parecida a la de una seta, y fue diseñado originalmente tres años atrás con el fin de almacenar luz para futuras aplicaciones optoelectrónicas. Con un diámetro más pequeño que el de un cabello humano, el microrresonador esta hecho de sílice y se acopla con un láser sintonizable.

La técnica funciona por la diferencia existente entre la composición molecular del agua pesada y el agua regular. Una molécula de H2O tiene dos átomos de hidrógeno, cada uno constituido por un solo protón y un solo electrón. Una molécula de D2O, por el contrario, tiene dos átomos de un isótopo del hidrógeno conocido como deuterio que difiere en que cada átomo tiene un neutrón además del protón y del electrón. Esto hace que una molécula de agua pesada posea significativamente más masa que una molécula de agua normal.

A simple vista, el agua pesada parece igual al agua común, pero un cubito de hielo hecho de este material se hundirá si se pone en agua común, debido a su densidad incrementada. Esta diferencia en las masas es lo que hace posible la detección del agua pesada con la nueva técnica de Armani y Vahala. Cuando el microrresonador se coloca en el agua pesada, la diferencia en la absorción óptica produce un cambio en el "factor Q", que es un número usado para medir cuán eficazmente almacena la luz un resonador óptico. Si se detecta un factor Q más alto que el que produce el agua común, entonces la presencia de agua pesada está por encima del porcentaje de una molécula por cada 6.400 de agua común, la tasa normal en la naturaleza.

La técnica es tan sensible que se puede detectar una molécula de agua pesada en 10.000 de agua común.

Este avance en detección es una buena noticia para quienes se preocupan por la escalada de las armas nucleares, ya que el agua pesada suele encontrarse dondequiera que alguien esté intentando controlar una reacción nuclear en cadena. Como moderador nuclear, el agua pesada puede usarse para controlar el modo en que los neutrones circulan, ayudando con ello al funcionamiento óptimo de un reactor nuclear de fisión.



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