¿Qué es el deuterio?
El deuterio es un isótopo estable del hidrógeno y, a diferencia del isótopo más común del hidrógeno (el protio), tiene un neutrón.
El deuterio está compuesto por un protón, un neutrón y un electrón.
En promedio, uno de cada 6420 átomos de hidrógeno es deuterio, por lo que este isótopo puede estar presente en las moléculas que contienen hidrógeno, como el agua. Por ejemplo, por cada metro cúbico de agua de mar hay unos 33 gramos de deuterio.
La concentración de deuterio varía en función del cuerpo de agua, y su análisis permite extraer conclusiones sobre su historia y origen. Este tipo de estudios se enmarcan en una ciencia que se denomina “hidrología isotópica” y abarca diversos ámbitos, desde la migración de los animales hasta la gestión de los recursos hídricos. El deuterio también tiene otras aplicaciones, como los estudios relacionados con la nutrición y la energía de fusión.
Estudios del ciclo del agua y el deuterio.
Es posible hacer un seguimiento de las concentraciones de deuterio en el ciclo del agua; es decir, en los movimientos del agua en la superficie de la tierra, la atmósfera y las aguas subterráneas.
En este tipo de estudios también se puede analizar el agua que han ingerido los organismos. Los animales almacenan en su cuerpo moléculas de ese líquido, con unas concentraciones específicas de deuterio que permiten a los científicos deducir, entre otras cosas, su lugar de nacimiento. Para lograrlo, los expertos comparan la concentración de deuterio en una determinada parte del cuerpo del animal con una base de datos que contiene información sobre la concentración de deuterio en la lluvia de diferentes partes del mundo en diferentes momentos de la historia. Esta información se emplea para cartografiar las migraciones de los animales de un país a otro y formular políticas de conservación y protección de los lugares a los que viajan con fines reproductivos.
Mediante el análisis del deuterio presente en las alas de la mariposa monarca (Danaus plexippus), los científicos cartografiaron los viajes de este insecto desde el Canadá y los Estados Unidos hasta México. (Infografía: H. Boening/OIEA)
En este artículo encontrará información adicional sobre otras mariposas migratorias en México.
Estudios de nutrición y el deuterio
Mediante el estudio del deuterio presente en el agua de las diferentes partes o fluidos del cuerpo humano, es posible entender, por ejemplo: si los niños de una ciudad están aumentando de peso porque cada vez son más musculosos o porque cada vez tienen más grasa en el cuerpo, si una campaña de promoción de la lactancia materna está obteniendo los resultados esperados o si un sector de la población corre riesgo de ingerir demasiada vitamina A. Con esta información, las autoridades sanitarias pueden mejorar sus programas y campañas de salud relacionados con la nutrición.
Las autoridades de Chile ajustaron algunos de sus programas de nutrición infantil tras analizar información obtenida con una técnica basada en el deuterio. (Fotografía: A. Gorišek/OIEA)
Experimentos de fusión nuclear y el deuterio.
La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos atómicos ligeros se combinan para formar un solo núcleo, al mismo tiempo que se emiten enormes cantidades de energía. Es el tipo de energía que ocurre en el Sol y, si se lograra en nuestro planeta, a largo plazo podríamos generar electricidad de manera sostenible, económica y segura. Se prevé que una mezcla de deuterio y tritio —otro isótopo del hidrógeno que tiene dos neutrones— sea el combustible de las centrales de fusión nuclear.
En este Boletín del OIEA encontrará más información sobre la energía de fusión.
¿Qué papel desempeña el OIEA?
- El OIEA y la Organización Meteorológica Mundial gestionan la Red Mundial sobre Isótopos en la Precipitación (RMIP), que proporciona información sobre los isótopos del oxígeno y el hidrógeno presentes en la lluvia de diferentes partes del mundo y en diferentes períodos de tiempo. Esos datos se emplean en investigaciones hidrológicas a escala mundial.
- El OIEA gestiona un portal de colaboración sobre la hidrología isotópica en el que los usuarios pueden consultar publicaciones, material, proyectos y datos de laboratorio, y descargar programas informáticos relacionados con diversos isótopos, incluido el deuterio.
- Con los datos obtenidos en estudios sobre la migración animal, el OIEA puede brindar asesoría sobre programas de protección de algunas especies.
- El OIEA imparte capacitación, ofrece equipos y transfiere conocimientos para el uso de métodos relacionados con el deuterio en investigaciones sobre nutrición. También apoya la investigación en ese ámbito y desarrolla nuevas técnicas basadas en el deuterio.
- El OIEA encabeza la investigación y el desarrollo relacionados con la fusión y, en ese sentido, facilita la coordinación internacional y el intercambio de buenas prácticas en proyectos de todo el mundo, acoge diversos foros, como la Conferencia sobre Energía de Fusión, promueve el intercambio de ideas sobre las DEMO, publica la revista Nuclear Fusion Journal y coopera con la Organización ITER.
- El OIEA también administra el Sistema de Información de Dispositivos de Fusión, que proporciona información sobre dispositivos de fusión de todo el mundo y brinda acceso a bases de datos cuantitativos relacionadas con la fusión.
- El OIEA publica recursos bibliográficos especializados sobre el deuterio.
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