한국광학회지 (Korean Journal of Optics and Photonics)

  • 제19권6호
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  • Pages.435-438
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  • 2008
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  • 1225-6285(pISSN)
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  • 2287-321X(eISSN)
한국광학회 (Optical Society of Korea)
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테라헤르츠 분광학을 이용한 중수(D2O)와 경수(H2O) 혼합물의 특성연구

Terahertz Characteristics of D2O and H2O Mixtures

  • 정중건 (서울시립대학교 물리학과) ;
  • 손주혁 (서울시립대학교 물리학과)
  • 발행 : 2008.12.31
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초록

중수($D_2O$, 산화중수소)는 수소원자(H)보다 중성자 한 개가 더 많은 수소원자 동위원소(D)로 이루어진 물이다. 중수는 자연 상태의 물 가운데 5만분의 1정도 존재하며 경수($H_2O$)와 매우 비슷한 성질을 가지고 있으나 경수보다 11%정도 무겁고, 특이점은 235 K로 228 K인 경수와 약간의 차이를 가진다. 중수는 중성자를 흡수하여 원자로의 중성자 감속재로 쓰이고 최근 중수 농도에 따라 세포에 미치는 독성효과가 다르게 나타나는 현상이 발견 되어 암 치료에 사용하려는 연구가 진행되고 있다. 우리는 테라헤르츠 시간축 분광학을 이용하여 경수와 중수 혼합물의 농도별 굴절률과 흡수율 변화를 거대 분자간 결합에너지 영역을 포함하는 테라헤르츠 영역 ($0{\sim}2.5\;THz$)에서 측정하여 중수의 비율이 높을수록 굴절률은 감소하고 흡수율 또한 감소하는 결과를 얻었다.

D2O, which is used in nuclear power generation, is slightly different from $H_2O$. $D_2O$ consists of deuterium (D), which is an isotope of hydrogen (H) and has one more neutron than H. $D_2O$ is heavier by about 11% than $H_2O$, and $D_2O$ is present in water in natureat about 0.002%. Its melting point and boiling point are $3.81^{\circ}C$ and $101.42^{\circ}C$, respectively. $D_2O$ is harmful to the human body if it replaces water in the human body by more than $25%{\sim}50%$. We have measured the index of refractive and power absorption of 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% of $D_2O$ in $H_2O$ using terahertz time-domain spectroscopy, and we have found that the refractive index decreases and power absorption also decreases as the concentration of $D_2O$ increases.

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참고문헌

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