산삼보다 쓴 高... 아니 古삼은 언제나 잉여롭습니다.

수능도 준비해야 하지만... 저는 잉여인간인 고로...

 

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모든 분들께서 물리 시간에 중수에 대해서 들어보신 적이 있을 겁니다. 원자력 발전소 단원에서 언급되죠...

 

중수 (Deuterium Oxide)는 H2O와 동일한 분자 구조를 가지고 있습니다.

IUPAC에서는, '물' (Water)는 반드시 '물' 이라는 표현을 사용해야 한다는 규칙을 제정했습니다. D2O도 Water에 해당하므로, 물이라고 부를 수 있습니다.

 

즉, 이 둘은 공통적으로 물이고 뒤집으면 로리가 된다는 공통점이 있습니다.

 

 

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H2O와 D2O는, 딱 하나의 유일한 차이점이 있습니다.

 

 

하나의 물 분자를 구성하는 수소 원자에 차이가 있습니다.

일반적인 물에 포함된 수소 원자는 오직 1개의 양성자로만 이루어져 있으나, 중수에 포함된 수소 원자는 동위 원소로 1개의 양성자에 1 또는 2개의 중성자가 포함된 중수소입니다. 

 

 

자연 상태에서는 수소가 99.985%, 중수소가 0.015% 존재합니다.

또한, 자연 상태의 경수는 약 13-150ppm의 중수를 포함하고 있습니다.

 

일반적인 물과 다른 점은 오직 질량밖에 없습니다. 그러나, 이로 인해 중수는 일반적인 물과 굉장히 유사하지만 약간의 다른 물리 / 화학적인 특성을 가지며, 이 차이나는 특성은 결코 무시할 수준이 아닙니다.

 

이를테면, 중수는 경수에 비해 비중이 10.6% 정도 높습니다.

 

따라서, 중수와 경수를 각각 얼린 뒤 물 위에 띄우면 위와 같은 현상을 관찰할 수 있습니다.

모두들 아는 상식이겠지만, 액체 상태의 물과 고체 상태의 물은 비중이 다르기 때문에 가능한 현상입니다.

 

또한, 중수는 약 섭씨 11도에서 최대의 비중을 갖고, 어는점이 약 섭씨 3도에 끓는점은 섭씨 101도 정도입니다. 또한 PH는 7.44로 약 염기성을 띄고 있습니다.

 

일반적인 용도는 중성자 감속재 (Neutron Moderator)로, 원자력 발전소에서 자주 사용됩니다. 

 

중수는, 경수와 맛이 다르지 않다는 것이 이른 실험에서 증명된 바가 있습니다. 그러나, 실험용 쥐는 냄새를 이용하여 중수와 경수를 구별할 수 있었습니다. 또한, 일부 사람들은 중수가 '불타는 감각 or 단 맛' 이 난다고 보고하였습니다.

 

 

이런 맛이 아닌, 불쾌한 단 맛입니다.

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잡소리는 그만하고 본론으로 넘어가 봅시다.

저는 한번도 중수를 섭취해 본 적이 없습니다. 아니, 접해본 적이 없다고 해도 무방하죠. 급식충이 실험실에서 중수를 접할 수 있다는 것 자체가 사실 정상적인 시츄에이션이 아니죠. 

 

중수를 경구섭취할 경우 몸에서는 어떤 일이 발생할까요?

 

https://www.youtube.com/watch?time_continue=50&v=MXHVqId0MQc

유명한 화학 유투버가 실제로 섭취하였습니다. 

 

앞서 언급했듯, 중수는 일반적인 물과 크게 다르지 않습니다. 따라서 체내에서도 물과 동일한 방법으로 대사되기 때문에, 중수를 섭취할 경우 신체의 수소 원자가 중수소 원자로 교체됩니다. 따라서 중수의 독성은, 신체의 수소 원자 치환으로 인해 발생합니다. 약 25%-50%의 수소 원자가 중수소로 치환될 경우 독성 증상이 발현된다고 알려져 있습니다.

 

 

 

신체는 굉장히 많은 양의 물로 구성되어 있습니다.

일반적인 성인의 신체 부피를 약 70L로 가정할 시, 물은 70*0.6=42 [L] 를 차지합니다.

여기서 약 25%의 물이 중수로 치환된다고 가정할 시, 필요한 중수의 양은 10.5L입니다.

 

https://www.quora.com/What-is-the-current-value-cost-of-heavy-water-in-dollars-per-kilogram

자연 상태에서 어떠한 인위적 처리 없이 순수한 중수를 구할 수는 없으므로, 반드시 구매해야 합니다.

2015년 기준으로, 1L의 중수는 $7520입니다. 따라서, 의도적으로 10.5L를 섭취하려면 $78,960이 필요합니다.

참고로, 제네시스 G90의 MSRP는, $77,060부터 시작합니다.

 

https://www.medicalnewstoday.com/articles/318619.php

또한, 중수는 일반적인 물과 용해성이 비슷하므로 단시간에 10L 이상 섭취시 물 중독(Intoxication)을 일으킬 수 있습니다. 즉, 중수의 수소 원자로 인한 중독 증세가 일어나기 전에 물 중독 증세가 먼저 일어나므로, 급성 독성은 사실상 없습니다.

 

섭취용으로 적합한 일반적인 물도 약간의 중수를 포함하고 있기 때문에, 소량의 중수를 섭취하는 것은 인체에 거의 무해하다고 이야기할 수 있습니다. 

 

그러나, 중수를 장기간 과다복용하여 체내 수소 원자가 과량 치환되었을 경우 중수 중독의 위험이 있습니다.

 

사람의 경우, 중수 치환으로 인해 체내 수분의 질량이 커지므로 무게가 무거워집니다. 따라서 이로 인해 일시적 저혈압이 발생하여 어지럼증을 느낄 수 있다고 합니다.

그러나, 또 다른 연구 결과에 의하면 이는 전정 기관 내 수분의 질량 변화로 인해 발생하는 증상이라는 연구가 지지받고 있습니다.

 

마우스, 래트, 강아지의 실험으로 볼 때, 체내 수분의 약 25%가 중수로 치환되었을 경우 비가역적인 불임을 유발할 가능성이 있습니다.

 

이들의 체내 수분 치환이 약 50% 진행되었을 경우, 이들은 1주일 내에 사망하였습니다.

또한, 생선, 올챙이 등 소형 수중 생물을 대상으로 한 실험에서 고용량 (약 90%) 의 중수는 이들을 빠른 시간안에 죽음에 이르게 할 수 있었습니다.

 

고등 생물체의 경우, 방사성을 띄지 않는 동위 원소 치환이 가능하지만 이는 단순히 중수소만으로는 불가능합니다.

순수한 중수소는 비방사성 원소이기 때문에, 방사성으로 인한 독성은 일어나지 않습니다.

 

한편, 장시간에 걸쳐 적은 양의 중수를 천천히 양을 늘려가며 섭취할 경우, 인체는 치환된 중수소에 적응하게 됩니다. 따라서 이 경우에는 별 탈 없을 수 있겠습니다.

 

그러니 먹지 말라는건 제발 먹지 말고 맛만 봅시다(?)

안전을 위해서는 혀도 가져다 대지 마세요...