重水：比水还 “水” 的水，却有大用途

水是生命之源，我们每天都离不开它。但你知道吗，有一种特殊的 “水”，它比普通水重，性质也有所不同，这就是重水。今天，咱们就来聊聊这个神秘的重水。​
一、啥是重水？​
普通水的分子是由两个氢原子和一个氧原子组成（H₂O）。而氢有三种同位素，分别是氕（piē）、氘（dāo）、氚（chuān） 。氕就是我们平常说的氢，原子核里只有一个质子；氘比氕多了一个中子；氚则比氕多了两个中子。重水，就是由两个氘原子和一个氧原子组成的，化学式为 D₂O（D 代表氘） 。还有一种半重水（HDO），一个氢原子是普通的氕，另一个是氘。地球上，每 3200 个水分子约有一个实际上是半重水分子，每 4100 万个水分子大约有一个天然的重水分子。一般的半重水都不纯正，通常是 50% HDO，25% 的 H₂O 及 25% 的 D₂O 。​
从外观上看，重水和普通水没啥两样，都是无色、无味、透明的液体。不过，由于氘原子比氢原子重，所以重水的密度比普通水大，为 1.1044g/cm³（25°C），熔点是 3.97°C，沸点是 101.42°C，都比普通水略高一些 。而且重水的黏度、蒸气压等物理性质也和普通水稍有不同。在化学性质方面，重水和普通水基本相似，但化学反应速度比普通水慢 。​
二、重水从哪来？​
重水在普通水中占比极小，不到普通水质量的 0.02% 。要得到重水，就得从普通水中把它分离出来。最早分离重水用的是电解法，因为重水比普通水更难电解，通过电解大量的水，就能把重水富集起来。不过，这种方法超级费电。后来又有了蒸馏法，利用重水和普通水沸点的差异，反复蒸馏，把重水提纯。现在还有水 - 硫化氢交换法（GS 法）和氨 - 氢交换法等更高效的方法 。​
三、重水有啥用？​
（一）核反应领域的大功臣​
核反应堆的减速剂和冷却剂：在核反应堆里，中子的速度太快可不行，得把它们的速度降下来，才能更好地引发核裂变反应。重水就派上用场啦，它慢化性能好，吸收中子少，是非常棒的减速剂 。同时，重水还能带走反应堆产生的热量，起到冷却剂的作用。用重水做减速剂的重水堆，最大的优点就是能最有效地利用天然铀，而且燃料烧得比较彻底。要是采用低浓度铀，重水堆消耗的天然铀比轻水堆可节省 38% 呢 。不过，重水堆也有缺点，就是体积大、造价成本高。​
制造氢弹的关键原料：重水电解后能得到氘，氘可是制造氢弹的重要原料。氢弹爆炸利用的是核聚变反应，氘核和氘核可以生成氦核，氘核和氚核也能生成氦核，这个过程会释放出巨大的能量 。但核聚变需要在几千万度甚至几亿度的高温下才能发生，氢弹里就是用普通原子弹产生的高温来引爆核聚变反应的。