Kun je zwaar water drinken?

Je hebt gewoon water nodig om te leven, maar heb je je ooit afgevraagd of je zwaar water kunt drinken of niet? Is het radioactief? Is het veilig?

Chemische samenstelling en eigenschappen van zwaar water

Zwaar water heeft dezelfde chemische formule als elk ander water-H₂O - met de uitzondering dat één of beide waterstofatomen de deuteriumisotoop van waterstof zijn in plaats van de reguliere protiumisotoop (daarom wordt zwaar water ook wel gedeutereerd water of D genoemd)₂O).

Terwijl de kern van een protiumatoom uit een solitair proton bestaat, bevat de kern van deuteriumatoom zowel een proton als een neutron. Dit maakt deuterium ongeveer twee keer zo zwaar als protium, maar omdat het niet radioactief is, is zwaar water ook niet radioactief. Dus als je zwaar water dronk, hoef je je geen zorgen te maken over stralingsvergiftiging.

Zijn kleine hoeveelheden zwaar water veilig?

Het feit dat zwaar water niet radioactief is, betekent niet dat het volkomen veilig is om te drinken. Als je voldoende zwaar water zou hebben ingenomen, zouden de biochemische reacties in je cellen worden beïnvloed door het verschil in de massa van de waterstofatomen en hoe goed ze waterstofbruggen vormen.

Je kunt een enkel glas zwaar water consumeren zonder grote nadelige gevolgen te ondervinden, maar als je een aanzienlijk volume ervan drinkt, kun je je duizelig voelen. Dat komt omdat het dichtheidsverschil tussen gewoon water en zwaar water de dichtheid van de vloeistof in je binnenoor zou veranderen.

Hoe zwaar water de mitose bij zoogdieren beïnvloedt

Hoewel het onwaarschijnlijk is dat je genoeg zwaar water zou kunnen drinken om jezelf echt te schaden, zijn de waterstofbindingen gevormd door deuterium sterker dan die gevormd door protium. Een kritiek systeem dat door deze verandering wordt beïnvloed, is mitose, de celdeling die het lichaam gebruikt om cellen te repareren en te vermenigvuldigen. Te veel zwaar water in cellen verstoort het vermogen van mitotische spillen om zich delende cellen gelijk te scheiden.

Theoretisch zou je 20 tot 50% van de normale waterstof in je lichaam moeten vervangen door deuterium om symptomen te ervaren die variëren van pijnlijk tot catastrofaal. Voor zoogdieren kan 20% van het lichaamswater worden vervangen door zwaar water (hoewel niet aanbevolen); 25% veroorzaakt sterilisatie en ongeveer 50% vervanging is dodelijk.

Andere soorten verdragen zwaar water beter. Algen en bacteriën kunnen bijvoorbeeld leven op 100% zwaar water (geen gewoon water).

Het komt neer op

Omdat slechts ongeveer één watermolecuul op 20 miljoen van nature deuterium bevat - wat tot ongeveer vijf gram natuurlijk zwaar water in je lichaam toevoegt en onschadelijk is - hoef je je geen zorgen te maken over zware watervergiftiging. Zelfs als je wat zwaar water zou drinken, zou je nog steeds regelmatig water uit voedsel halen.

Bovendien zou het deuterium niet meteen elk molecuul gewoon water in je lichaam vervangen. Je moet meerdere dagen zwaar water drinken om een ​​negatief resultaat te zien, dus zolang je het niet op de lange termijn doet, is het prima om te drinken.

Snelle feiten: Heavy Water bonusfeiten

Bonusfeit 1: Als je te veel zwaar water hebt gedronken, hoewel zwaar water niet radioactief is, zouden je symptomen stralingsvergiftiging nabootsen. Dit komt omdat zowel straling als zwaar water het vermogen van cellen beschadigt om hun DNA te repareren en te repliceren.

Bonusfeit 2: Getritieerd water (water dat de tritiumisotoop van waterstof bevat) is ook een vorm van zwaar water. Dit soort zwaar water is radioactief. Het is ook veel zeldzamer en duurder. Het wordt op natuurlijke wijze (hoewel zeer zelden) gecreëerd door kosmische straling en kan ook door mensen in kernreactoren worden geproduceerd.