دانشمندانی که آب سنگین نوشیدند

آیا آب سنگین (D2O) بی‌خطر است؟ این سؤالی بود که ذهن چند دانشمند را در دهه ۱۹۳۰ مشغول کرد. در میان آن‌ها، «کلاوس هانسن» (Klaus Hansen) دانشمندی بود که داوطلب شد تا آب سنگین را در غلظتی بالا بنوشد و اثرات آن را بر بدنش آزمایش کند. اما او تنها کسی نبود که چنین تجربه‌ای داشت.

کد خبر: ۱۲۹۳۶۳۳

تاریخ: ۲۲ اسفند ۱۴۰۳ - ۰۳:۰۰

به گزارش تابناک باتو ـ آیا آب سنگین (D2O) بی‌خطر است؟ این سؤالی بود که ذهن چند دانشمند را در دهه ۱۹۳۰ مشغول کرد. در میان آن‌ها، «کلاوس هانسن» (Klaus Hansen) دانشمندی بود که داوطلب شد تا آب سنگین را در غلظتی بالا بنوشد و اثرات آن را بر بدنش آزمایش کند. اما او تنها کسی نبود که چنین تجربه‌ای داشت. «هارولد یوری» (Harold Urey) و «جویاکینو فایلا» (Gioacchino Failla) نیز در یک آزمایش متفاوت، آب سنگین را امتحان کردند تا بفهمند آیا طعم آن با آب معمولی تفاوتی دارد یا خیر.

آب سنگین چیست و چه تفاوتی با آب معمولی دارد؟

آب سنگین (Heavy Water) همان ترکیب شیمیایی آب (H₂O) است اما با یک تفاوت اساسی: به جای هیدروژن معمولی (پروتیوم) که فقط یک پروتون دارد، شامل دوتریوم (Deuterium) است که علاوه بر یک پروتون، یک نوترون نیز دارد. به همین دلیل، مولکول‌های آب سنگین به صورت D₂O نوشته می‌شوند.

ویژگی‌های آب سنگین:

وزن آن بیشتر از آب معمولی است.
دارای کاربردهای مهم در تحقیقات هسته‌ای است.
در طبیعت یافت می‌شود، اما درصد آن بسیار کم (حدود ۰.۰۱۵٪) است.
نسبت به آب معمولی تبخیرپذیری کمتری دارد و نقطه جوش آن اندکی بالاتر است.

کشف آب سنگین و ماجرای هارولد یوری

در دهه ۱۹۲۰، «ارنست رادرفورد» (Ernest Rutherford) نظریه‌ای مطرح کرد که ایزوتوپ سنگین‌تری از هیدروژن ممکن است وجود داشته باشد. چند سال بعد، هارولد یوری، شیمیدان آمریکایی، توانست وجود این ایزوتوپ را ثابت کند و در سال ۱۹۳۴ برای این کشف جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد. او نشان داد که با ترکیب دوتریوم و اکسیژن، آب سنگین به دست می‌آید.

اما یوری به همین کشف بسنده نکرد. او می‌خواست بداند طعم این آب چگونه است! بنابراین، همراه با همکارش جویاکینو فایلا، آزمایشی انجام داد تا تفاوت‌های احتمالی بین آب معمولی و آب سنگین را بررسی کند.

اولین آزمایش نوشیدن آب سنگین توسط دانشمندان

کلاوس هانسن، داروشناس دانشگاه اسلو (Oslo University)، اولین کسی بود که آب سنگین را در مقدار بالا نوشید. گروهی از همکارانش با دقت او را تحت نظر داشتند، آماده بودند که در صورت بروز علائم خطرناک، او را احیا کنند!

هانسن درباره تجربه‌اش چنین گفت: «وقتی اولین جرعه را نوشیدم، ابتدا حس سوزشی خشک در دهانم احساس کردم. سپس ناگهان دیگر هیچ‌چیز حس نکردم. ابتدا احساس هیجان و کمی وحشت به سراغم آمد. اما به خودم گفتم: “آرام باش، فقط یک تجربه ساده است”. بعد از آن، هیچ اتفاق خاصی نیفتاد. من می‌توانستم ببینم، بشنوم، نفس بکشم و راه بروم، درست مثل قبل.»

پس از این آزمایش، هانسن حدس زد که مقادیر بالای آب سنگین می‌تواند برای انسان‌ها و حیوانات کشنده باشد، اما دقیقاً مشخص نبود که چه دوزی کشنده است. او اعلام کرد:

«در چند هفته آینده، یا دچار بیماری شدیدی خواهم شد یا می‌توانم تأثیرات دقیق این آب را توصیف کنم. قصد دارم به تدریج دوز مصرفی‌ام را افزایش دهم و نهایتاً ۱۰۰ گرم از آن را بنوشم.»

خوشبختانه، او زنده ماند و آزمایش‌هایش را ادامه داد.

اما آیا آب سنگین طعم متفاوتی دارد؟

یوری و فایلا کنجکاو بودند بدانند آیا آب سنگین مزه‌ای متفاوت با آب معمولی دارد یا خیر. بنابراین، یک آزمایش چشایی دو سو کور (Blind Taste Test) ترتیب دادند.

در این آزمایش:

یکی از آن‌ها آب را در دهان نگه داشت و سپس تف کرد.
دیگری آن را بلعید.
هردو سعی کردند تفاوتی در طعم احساس کنند.

نتیجه آزمایش آن‌ها شگفت‌انگیز بود:

«هیچ‌کدام از ما نتوانستیم کوچک‌ترین تفاوتی میان طعم آب مقطر معمولی و آب سنگین تشخیص دهیم. اما هر دو متوجه شدیم که آب مقطر طعمی “بی‌مزه و تخت” دارد. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که آب سنگین از نظر طعم تفاوتی با آب مقطر ندارد.»

با این حال، پژوهش‌های جدیدتر نشان داده است که آب سنگین مزه‌ای اندکی شیرین‌تر نسبت به آب معمولی دارد. اما این تفاوت آن‌قدر ظریف است که به‌سختی می‌توان آن را حس کرد.

آیا آب سنگین برای انسان بی‌خطر است؟

پژوهش‌های پزشکی نشان داده است که مصرف مقدار کم آب سنگین هیچ مشکلی ایجاد نمی‌کند. حتی در مطالعات علمی درباره متابولیسم بدن، از آب سنگین استفاده می‌شود.

اما در دوزهای بالا چه اتفاقی می‌افتد؟

اگر حدود ۲۰٪ از آب بدن یک پستاندار با آب سنگین جایگزین شود، اثرات سمی ایجاد می‌شود.
اگر این مقدار به ۳۵٪ برسد، ممکن است مرگ‌آور باشد.

آیا امکان دارد کسی تصادفاً مقدار کشنده‌ای از آب سنگین بنوشد؟ تقریباً غیرممکن است! حتی اگر چندین روز در یک نیروگاه هسته‌ای باشید و آب سنگین بنوشید، بعید است که چنین دوز بالایی وارد بدن شود.

نتیجه‌گیری: آب سنگین جذاب اما بی‌خطر در دوز کم!

آب سنگین از نظر طعم تقریباً با آب معمولی یکسان است.
در مقادیر کم، مصرف آن هیچ ضرری برای بدن ندارد.
اما در دوزهای بالا، می‌تواند سمی باشد و حتی منجر به مرگ شود.
این ماده به دلیل ویژگی‌های خاص خود در راکتورهای هسته‌ای و پژوهش‌های علمی کاربرد دارد.

به‌ طور خلاصه: اگر روزی در یک آزمایشگاه به شما پیشنهاد شد که آب سنگین را امتحان کنید، نگران نباشید! فقط حواس‌تان باشد که بیش از حد از آن ننوشید!