Легкая вода

Лёгкая вода - изотополог воды ¹H₂¹⁶O, образованный лёгкими стабильными изотопами входящих в него элементов, содержание которого в природной воде составляет 99.73 - 99.76 мол.%.

Изотопологи - молекулы, различающиеся только по изотопному составу. Изотополог имеет в своем составе, по крайней мере, один атом определенного химического элемента, отличающийся по количеству нейтронов от остальных.

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Водород имеет два стабильных изотопа - протий (Н) - ¹H и дейтерий (D) - ²H.

У кислорода три устойчивых изотопа: ¹⁶O, ¹⁷O и ¹⁸O (табл.1).

Таблица 1. Изотопы воды

Комбинации 5 стабильных изотопов водорода и кислорода дают набор 9 молекул-изотопологов воды (табл.2).

Таблица 2. Изотопологи воды

Молекула ¹H₂¹⁶O является самой лёгкой из совокупности всех изотопологов воды. Именно воду ¹H₂¹⁶O следует считать классической или лёгкой водой.

Лёгкая вода как моноизотопная композиция ¹H₂¹⁶O является предельным случаем изотопной чистоты. В естественных условиях такой чистой лёгкой воды не существует. Для получения изотополога ¹H₂¹⁶O ведут тонкую многостадийную очистку природных вод или синтезируют из исходных элементов ¹H₂ и ¹⁶O₂. Природная вода представляет собой многокомпонентную смесь изотопологов. Содержание самого лёгкого изотополога в ней значительно превосходит концентрацию всех остальных вместе взятых. В природных водах в 1000000 молекул в среднем содержится 997284 молекул ¹H₂¹⁶O, 311 молекул ¹HD¹⁶O, 390 молекул ¹H₂¹⁷O, и около 2005 молекул ¹H₂¹⁸O. Концентрация молекул воды, содержащих тяжёлые изотопы D, ¹⁷O, ¹⁸O, в природной воде колеблется в пределах, зафиксированных в основных стандартах изотопного состава гидросферы SMOW и SLAP.

В природной воде весовая концентрация тяжёлых изотопологов может достигать 2,97 г/кг, что является значимой величиной, сопоставимой, например, с содержанием минеральных солей.

Содержание тяжёлых изотопов водорода и кислорода в природных водах контролируется двумя международными стандартами:

По международному стандарту SMOW абсолютное содержание дейтерия и кислорода-18 в океанической воде составляет: D SMOW /¹H SMOW=(155,76±0,05)•10^-6, или 155,76 ppm ¹⁸O SMOW/¹⁶O SMOW =(2005,20±0,45)•10^-6, или 2005 ppm. Для стандарта SLAP концентрации в воде составляют: дейтерия D/H=89•10^-6 или 89 ppm, кислорода-18 ¹⁸O/¹⁶O=1894•10^-6 или 1894 ppm.

Стандарт SLAP характеризует самую лёгкую природную воду на Земле. Вода в различных точках земного шара неодинакова по своей лёгкости.

Природная вода, близкая по содержанию изотополога ¹H₂¹⁶O к стандарту SLAP, а также специально очищенная с существенно увеличенной долей этого изотополога по сравнению со стандартом SLAP, определяется как особо чистая лёгкая вода (менее строгое определение, которое применимо в реальной жизни).

В лёгкой воде доля самого лёгкого изотополога составляет (мол.%): 99.76 < ¹H₂¹⁶O ≤ 100.

В наибольшей степени эффекты лёгкой воды проявляются на биологических объектах, для которых характерны каскадные реакции.

Наиболее сильное влияние очистка воды от тяжёлых изотопологов оказывает на энергетический аппарат живой клетки. Тяжёлые изотопологи замедляют скорости реакций дыхательной цепи.

Под влиянием лёгкой воды разблокируется инициируемый глюкозой выход инсулина из ткани поджелудочной железы и островков Лангерганса и увеличивается поглощение глюкозы клетками. Лёгкая вода увеличивает скорость метаболических реакций, например, при старении, метаболическом синдроме, диабете и т. п.

Лёгкая вода проявляет противоопухолевую активность, что показано в работах учёных, проводимых в исследовательских центрах разных стран. По данным Г.Шомлаи, результаты клинических испытаний, проведённых в 1994-2001 г.г. в Венгрии, показали, что уровень выживаемости больных, употреблявших лёгкую воду в сочетании с традиционными методами лечения или после них значительно выше, чем у больных, использовавших только химио- или лучевую терапию.

Выполненные в ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем» РАН исследования показали, что лёгкая вода обладает защитным действием при облучении животных гамма-лучами в низких дозах, проявляющимся в снижении степени тяжести лучевого повреждения и активации процессов восстановления. Показано, что вода с пониженным содержанием тяжёлых изотопологов по сравнению с уровнем их природных концентраций при длительном использовании не оказывает токсического влияния на организм подопытных животных.