Дейтерий нь устөрөгчийн тогтвортой изотоп бөгөөд “энгийн” устөрөгчийн атом болох протиумаас ялгаатай нь нэмэлтээр нэг нейтрон агуулдаг.

Дейтерий изотоп нь нэг протон, нэг нейтрон болон нэг электроныг агуулдаг.

Дунджаар 6420 устөрөгчийн атом тутмын нэг нь дейтерийн изотоп байдаг. Дейтерийн изотоп нь устөрөгч агуулсан бүх молекулд, ялангуяа бидний биед агуулагддаг усанд ч тархсан байдаг. Далайн усны нэг шоо метрт 33 грамм дейтерий агуулагддаг ба далайд олон тонн дейтерий изотоп агуулдаг.

Ус нь устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн атомоос бүрдэх бөгөөд түүний найрлагад агуулагдах дейтерийн байгалийн тархалт нь усны эх үүсвэрээс хамааран ялгаатай байдаг. Иймээс тухайн усан сан дахь дейтерийн хэмжээ нь усны гарал үүсэл, түүх (усны хаанаас үүссэн, хаашаа урссан, өмнө нь ямар замаар урсаж ирсэн бэ гэдгийг мэдэхэд)-ийг тодорхойлоход чухал мэдээлэл өгдөг. Энэ нь изотопын ус судлал (устөрөгч, хүчилтөрөгч зэрэг элементийн изотопыг ашиглан усыг судлах арга)-ын үндсэн суурь юм. Дейтерийг мөн хүний хоол тэжээлийн үнэлгээ хийх, ирээдүйд ашиглагдах цөмийн нэгдэх урвалд суурилсан эрчим хүчний станцуудад түлш болгон ашиглах зэрэг олон талын хэрэглээтэй.

Усны эргэлтийн явцыг дейтерий ашиглан судлах

Дейтерийг усны эргэлтийн циклээр дамжин тархсан байдлаар нь судалж болдог. Усны эргэлтийн цикл нь ус дэлхийн гадаргаас агаар мандал руу ууршиж, дахин буцан дэлхийн гадаргад ирдэг тасралтгүй эргэх холбоо юм.

Усны тогтвортой изотопын агуулга нь ус үүссэн газрын байршлыг илэрхийлдэг бөгөөд усны эргэлтийн цикл дэх хөдөлгөөнийг судлах боломжийг олгодог. Тухайлбал, устөрөгчийн дейтерий болон хүчилтөрөгчийн изотопын агуулгаар эрдэмтэд саяхан нөхөгдсөн ус болон эртний газрын гүний усны (фоссил ус) ялгааг тодорхойлж чаддаг. Энэхүү мэдээлэл нь газар доорх усны нөөцийг нөхөн сэргээх хугацааг тодорхойлж, үүнийг хамгаалах, зохистойгоор ашиглах талаар бодлого боловсруулагчдад оновчтой зөвлөмж гаргахад чухал ач холбогдолтой юм.

Амьд биетүүд усыг уух замаар усны эх сурвалжийг илтгэх байгалийн дейтерий "Изотопын онцлог шинж" бүхий молекулыг өөртөө шингээдэг. Энэхүү изотопын онцлог шинж нь хооллолтын сүлжээгээр дамжин амьтдын биед хуримтлагдаж, өд, сарвуу зэрэг органик эдүүдэд хадгалагддаг. Иймд органик материал дахь дейтерийн агууламжийг хэмжиж, борооны тархалтын газрын зурагтай харьцуулснаар тухайн амьтны гарал үүсэл болон нүүдлийн чиглэлийг нарийвчлан тогтоох боломжтой байдаг.

Дейтерий болон бусад тогтвортой изотопын онцлог шинжийг ашиглан төрөл бүрийн амьтдын нүүдлийг хянах замаар тив дамнасан нүүдлийн газрын зургийг боловсруулдаг. Энэ нь амьтдыг хамгаалах, тэдний үржлийн нутгийг хадгалан үлдэхэд үнэтэй хувь нэмэр оруулдаг.

Тэжээллэг байдал, эрүүл мэндийн үр нөлөөллийг илүү нарийвчлан ойлгох зорилгоор хоол тэжээлийн үнэлгээнд дейтерийг ашиглах

Судалгаанд дейтерийг ашигласнаар хоол тэжээлийн үнэлгээг илүү нарийвчлалтай хийх бололцоог олгодог. Тухайлбал, жингийн өөрчлөлт нь өөхний эс эсвэл булчингийн өөрчлөлтөөс шалтгаалж байгаа эсэх, хөхүүл эхчүүдийг дэмжих аян үр дүнтэй явагдаж байгаа эсэх, зарим хүн амын бүлэг А аминдэмийн хэт их хэрэглээнд өртөж буй эсэхийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Энэ төрлийн мэдээлэл нь эрүүл мэндийн мэргэжилтнүүдэд одоо хэрэгжиж буй хоол тэжээлийн хөтөлбөрүүдийг сайжруулах, эсвэл шинэ, үр дүнтэй хөтөлбөрийг шинээр боловсруулах үндэслэл болдог.

Хүний биеийн нийт жингийн хэдэн хувь нь өөх, хэдэн хувь нь өөх бус (булчин, яс, ус гэх мэт) эд эс болохыг тодорхойлоход дейтерийн шингээлтийн аргыг ашигладаг. Хүний биед агуулагддаг усанд тодорхой хэмжээний байгалийн дейтерий агуулагддаг. Хүн бага хэмжээний дейтерийжүүлсэн ус (дейтерий агуулсан ус) уусны дараа, шүлс эсвэл шээснээс дээж авч, түүнд агуулагдах дейтерийн агууламжийг хэмжих замаар өөх болон бусад эдийн харьцааг тодорхойлдог.

Дейтерийг мөн хүүхэд хэчнээн хэмжээний эхийн сүү ууж байгааг мөн хүүхдийг зөвхөн эхийн сүүгээр хооллож байгаа эсэхийг тодорхойлоход хэрэглэж болно. Нэмж хэлэхэд, А аминдэмийг тусгай тэмдэглэгээ (дейтерий)-ээр ялгаж өгснөөр хүний биед А аминдэм хэр хэмжээтэй байгааг илүү нарийн тогтоож болно.

Дейтерий ашиглан цөмийн нэгдэх урвалаас эрчим хүч гаргах

Цөмийн нэгдэл гэдэг нь хоёр хөнгөн атомын цөм нийлж нэг шинэ цөм үүсгэх явц бөгөөд энэ үед асар их хэмжээний энерги ялгардаг ба үүнийг халуун цөмийн урвал гэнэ. Энэ процесс нь оддыг гэрэлтүүлж байдаг гол эх үүсвэр бөгөөд ирээдүйд цахилгаан үйлдвэрлэх тогтвортой, эдийн засгийн хувьд үр ашигтай, аюулгүй шийдэл болж чадна.

Дейтерий болон тритиумын хольцыг (тритиум нь устөрөгчийн хоёр нэмэлт нейтронтой өөр нэг изотоп юм) ирээдүйн халуун цөмийн урвалд суурилсан эрчим хүчний станцуудын түлш болгон ашиглаж, дэлхий дээр “Жижиг нар”-ыг бий болгохоор төлөвлөж байна.

ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) - Олон улсын халуун цөмийн урвалын туршилтын реактор буюу ТОКАМАК туршилтын байгууламжийг Франц улсын өмнөд хэсэгт барьж байгаа бөгөөд 2025 онд ашиглалтад оруулахаар төлөвлөсөн. ITER-ийн гол зорилго нь халуун цөмийн урвалаас илүүдэл буюу цэвэр энергийг гаргаж болохыг батлах явдал юм. Үүний дараагийн чухал алхам нь энэ энергиэс бодитоор цахилгаан үйлдвэрлэж чадна гэдгийг харуулах бөгөөд үүнд Халуун цөмийн туршилтын эрчим хүчний станц буюу DEMO (Demonstration Power Plant) төслүүд чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Эцэст нь, халуун цөмийн урвалын реакторууд асар их эрчим хүчийг цэвэр, тогтвортой аргаар үйлдвэрлэж, өнөөгийн эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн найдвартай хувилбар болж чадна.

Олон Улсын Атомын Энергийн Агентлагийн үүрэг юу вэ?

Олон Улсын Атомын Энергийн Агентлаг болон Дэлхийн Цаг уурын байгууллага хамтран “Олон улсын тунадасны усанд агуулагдах изотопыг хэмжих сүлжээ”-ний үйл ажиллагааг явуулдаг. Энэ сүлжээний үйл ажиллагаа нь тухайн газар нутаг болон цаг хугацааны өөрчлөлтөөр усны найрлага хэрхэн хувирч, өөрчлөгдөж байгаа мэдээллийг гаргадаг бөгөөд уг мэдээлэл нь усны нөөцийн тооллого, төлөвлөлт, хөгжлийн хүрээнд хийгдэх усны судалгаа шинжилгээнд ашиглагддаг.

Изотопын ус судлалын хамтын ажиллагааны сайт нь хэрэглэгчдэд ОУАЭА-тай харилцах, мөн дейтерий болон устөрөгчийн бусад изотопуудын хэрэглээтэй холбоотой нийтлэл, программ хангамж, төсөл, материал болон лабораторийн туршилтуудыг ашиглах боломж олгодог.

Амьтдын нүүдлийг дейтерийн тусламжтайгаар хянаснаар ОУАЭА нь тэдгээр зориулсан хамгаалалтын зөвлөмжийг гаргах боломжтой болдог.

ОУАЭА нь хоол тэжээлийн үнэлгээнд дейтерийд суурилсан аргыг ашиглах чадварыг сайжруулах зорилгоор сургалт, тоног төхөөрөмж, мэргэжлийн туслалцаа үзүүлэхийн зэрэгцээ шинэ арга боловсруулах, одоо байгаа аргыг сайжруулах судалгааг дэмждэг.

ОУАЭА нь цөмийн нэгдэх урвалын судалгаа, хөгжлийн тэргүүн эгнээнд ажиллаж, олон улсын зохицуулалт, шилдэг туршлагын солилцох үйл ажиллагааг дэмжин, дэлхий дахинаа нэгдэх урвалын чиглэлээр олон төрлийн форумыг зохион байгуулдаг. Үүнд хоёр жил тутмын “Цөмийн нэгдэх урвалын эрчим хүчний бага хурал” багтах бөгөөд DEMO (Цөмийн нэгдэх урвалын туршилтын эрчим хүчний станц) төслийн талаар хэлэлцүүлэг өрнүүлж, Nuclear Fusion сэтгүүлийг нийтэлж, ITER (Олон улсын дулааны цөмийн нэгдэх урвалын туршилтын реактор)-ын байгууллагатай хамтран ажилладаг.

ОУАЭА нь дэлхий дахихаа нэгдэх урвалын төхөөрөмжүүдийн талаарх мэдээлэл, мөн нэгдэх урвалын эрчим хүчний судалгаанд хэрэгтэй үндсэн өгөгдлийн тоон санг агуулсан ‘Цөмийн нэгдэх урвалын төхөөрөмжийн мэдээллийн систем’-ийг ажиллуулдаг.

ОУАЭА нь дейтерийн атомуудыг нэгдэх аргаар нейтрон үүсгэдэг анхны нейтроны генератораа ажиллагаанд оруулсан. Энэ төрлийн авсаархан, зөөврийн төхөөрөмжүүд нь олон салбарт хэрэглэгддэг. Тухайлбал, сорьц, эд зүйлсийн элементийн шинжилгээ, үл эвдэх сорилт, нейтроны дүрслэлийн оношилгоо (радиографи/томографи), цацраг идэвхт мөр/тэмдэглэгээ үүсгэдэг бодисын үйлдвэрлэл, суурь судалгаа болон чадавхыг бэхжүүлэхэд ашиглагддаг.

Дейтерийн хэрэглээний үндсэн ойлголт болон шинжилгээ хийх арга зүйн талаарх нийтлэлүүд нь улс орнуудын чадавхыг бэхжүүлэх чиглэлээр хэрэгждэг ОУАЭА-ийн үйл ажиллагааны нэг хэсэг юм.