重水是由氘和氧组成的水，化学式为D2O，而超重水则是由氚和氧组成的水，化学式为T2O。

重水可以分为人造的和天然形成的，其中天然形成的重水非常稀少，只占天然水的0.02%左右，而超重水更加稀微，占比不到十亿分之一。

重水与普通水在外观上非常相似，都是无色、透明、无味、无臭的。但是重水的密度要大于普通水。

重水和超重水在核能领域有重要应用。重水可以用于核反应堆，而氘和氚可以用于制造氢弹。此外，重水中的氘和超重水中的氚还可以作为示踪原子在各个领域广泛应用。

尽管某些细菌可以在较高浓度的重水中存活，但重水对生物有不利影响。高浓度的重水或超重水会阻止种子发芽，并且大量饮用会引起疾病甚至死亡。然而，在天然水中，重水和超重水的含量非常微小，所以人们不必担心饮用普通水会对健康造成损害。

目前，重水和超重水主要用作核裂变反应中的减速剂，重水中的氘也是重要的热核燃料。此外，重水中的氘和超重水中的氚还被用于研究受控核聚变来提供大量能源的“美好愿景”。尽管研究正在进行中，但仍有很多工作需要完成。

重水只是比普通的水(我们称之为“轻水”)密度大一些，为1.1079克/立方厘米，冰点略高，为3.82℃，沸点为101.42℃。微观上，普通的水分子和重水分子，都是由2个氢原子和1个氧原子组成的，不同的是，普通水中的氢原子化学符号是H，称之为“氢”（或“氕”），而重水中的氢原子化学符号是D，称之为“重氢”（或“氘”）。重水的分子式是D2O，相对分子质量是20。

主要作用

重水在各个领域都有着广泛的应用，这些应用涵盖了科学研究、工业生产、医学诊断和农业等多个方面。

1.核医学应用：重水同位素标记的分子在核医学中具有特殊的应用。

2.生物学研究：重水在生物学研究中扮演着重要的角色。它可以作为示踪剂，帮助科学家了解生物体内的生物化学过程和代谢途径。

3.核能研究与工业应用：重水在核能工业中起着重要的角色。重水反应堆被称为“重水堆”，它们在核能产业中发挥着重要作用。

4.植物学研究：在农业和植物学研究中，重水也被用作示踪剂。

5.材料科学：重水在材料科学研究中有着独特的应用。重水还被用作制备高纯度的硅材料和其他半导体材料。

6.化学合成：在有机合成化学中，重水可以作为氢源用于反应中，产生氘代替氢的产物，从而合成氘代化合物。

7.环境与气候研究：通过研究地球大气和水体中重水的分布和比例，科学家可以了解气候变化和水循环等关键环境过程。

提取方法

GS法是基于在一系列塔内（通过顶部冷和底部热的方式操作）水和硫化氢之间氢与氘交换的一种方法。

在此过程中，水向塔底流动，而硫化氢气体从塔底向塔顶循环。使用一系列多孔塔板促进硫化氢气体和水之间的混合。在低温下氘向水中迁移，而在高温下氘向硫化氢中迁移。氘被浓缩了的硫化氢气体或水从第一级塔的热段和冷段的接合处排出，并且在下一级塔中重复这一过程。最后一级的产品（氘浓缩至高达30%的水）送入一个蒸镏单元以制备反应堆级的重水（即99.75%的氧化氘）。

重水是一种由氘和氧组成的水，化学式为D2O，其中D代表氘。还有一种超重水，化学式为T2O，其中T代表氚。

重水可以分为人造的和自然形成的。天然形成的重水非常稀有，约占天然水的0.02%；而超重水更是非常罕见，只占不到十亿分之一。

重水与普通水在外观上非常相似，都是无色透明、无味无臭的。但重水之所以得名，是因为它的密度比普通水大得多。

重水的发现对科学界有着重要意义。1931年底，美国科学家哈罗德博士首次发现了氘，并因此获得了1934年诺贝尔化学奖。氘的发现使得制造氢弹成为可能。随后，氚的发现也为核裂变反应堆的发展提供了重要材料。

重水的制造也是一项重要的科学成果。1933年，美国物理化学家吉尔伯特首次人工制造出重水，并成功测定了一些重水的物理常数。此后，人们开始研究重水在不同领域的应用。

虽然重水对生物体有不利影响，但由于天然水中重水和超重水的含量非常微小，人们饮用普通水不会对身体健康造成损害。

目前，重水和超重水主要用作核裂变反应的慢化剂，同时重水中的氘也是一种重要的热核燃料。重水中的氘还被广泛应用于各个领域的示踪原子研究。虽然利用重水和超重水进行可控核聚变仍在研究中，但这一领域有着巨大的发展潜力。

水是我们赖以生存的重要物质，大众对于水的化学式H2O应该都不陌生。不过你想过，水不只有H2O一种吗?

自然界有许多同位素──同种类的原子，却有不同的中子数量。比如氢原子的同位素就有三种: 氢(亦写作氕，元素符号为H)、氘(元素符号为D)、氚(元素符号为T)，如下图。

(A) 氢的同位素原子氢(氕)/氘/氚(B)重水以及一般水[1]

如果今天我们用同位素氘(D)来取代水的氢原子，便会得到化学式为D2O 的水，称为重水(Heavy water)。重水在自然界中本身就存在，但含量不到万分之二;一般商业上量产都是采用电解法将其浓缩成高浓度的重水。

其中氘原子量为氢的两倍，组成的水重量会比一般水重，密度自然也较大，不过氘本身不具有放射性(部分种类的同位素有放射性)。

那么，重水喝下去有什么影响?重水能喝吗?

虽然这问题很有趣，学界也十分好奇，但我们总不能为了知道答案就找个人来试喝，毕竟攸关人命兹事体大。因此有团队以动植物进行了重水的生物实验，看看会有什么反应。

重水对植物以及动物的影响

如果我们以不同含量比例的重水来培养植物，并观察其成长状况，就能很清楚的了解重水对植物带来的影响了。实验结果发现重水的含量愈高，植物生长会明显放慢，而重水的比例超过一半时，植物甚至会死亡。

植物在不同重水比例含量下的成长情形[2]

那么动物呢?在老鼠实验当中，当老鼠摄入的重水浓度达25%时会导致不孕。若连续数天只喝重水，使体内重水的含量达到50%时，需要快速细胞增生的组织(如发根及胃膜)会最先出现毛病，其余组织病变也随着浓度加高越来越多。直到高达90%时，老鼠便会快速死亡。

可见，重水对动植物都有负面影响，尤其是生长方面。

如果人类真的喝了重水会……?

水占了我们身体70%以上的重量比，人体的细胞、组织、器官、系统都有水的成分，水扮演极重要角色。如果喝进少量重水，不太会影响身体的运作机能;但是在量大的时候，会最先影响新增生的细胞。

重水以氘元素取代氢形成D2O之后，分子间的作用力也会随之改变，比起H2O 增强许多(D2O 有较强的氢键效应)，对生物体的化学作用力自然不同。第一个影响的是酵素。人的身体内充满酵素(蛋白质)，每一种酵素有其功用，若重水充满体内，便会改变酵素活性，使体内很多基本的反应中断而渐渐的失常。另一个影响的是DNA。DNA也是由氢键组成的稳定结构，研究显示，重水的存在会影响细胞分裂或有丝分裂的过程，也就是细胞的复制与增生。这种伤害与辐射相似，都是改变细胞本质，影响都可能扩及全身。

不过别太担心，要影响有丝分裂，体内的重水浓度要达到25%～50%左右才行。而且，其实我们每天都会摄取到微量的重水，自然界的水中，每一公升就含有0.29 克的重水。

重水（D₂O）与轻水在性质上存在显著差异。重水不易溶于有机体液体，其沸点比轻水高1.41℃，密度比轻水大10%，粘度比轻水大20%。更重要的是，重水与轻水对生命体产生截然不同的影响和作用。

重水的危害性

研究结果表明，氘对生命体的生存发展和繁衍是有害的。无论水中氘的含量多少，它对生命体都具有毒性。氘置换氢原子会在DNA的螺旋结构中产生附加应力，导致双螺旋的相移、断裂、替换，使核糖核酸排列混乱，甚至引发突变。生命机体对氘没有任何抵御能力，一旦进入生命体内部，很难代谢出去，并在体内累积。因此，高含量的氘对人体的遗传、代谢和酶系等产生不良影响。氘的含量越高，对生命体的毒害就越大。因此，包括人类在内的各种动植物生命体始终都在不同程度上受到氘中毒的影响，尽管它们已经对自然中150ppm比值的氘含量产生了适应性。如果自然水中的D/H比值超过正常值150ppm，对生命体的毒害将更加严重。

氘的危害性的科学论证

氘是一种导致生物体衰老、病变、癌变乃至死亡的有害物质。

A、氘影响生物体的有丝分裂，损伤DNA修复酶，导致DNA密码错误，这种DNA损伤会终身延续。

B、重水作用于DNA，影响遗传因子的功能，可能引发恶性肿瘤。

C、氘会抑制一些生物酶的作用，降低重水中DNA复制的生物酶反应速度一半。

D、给小白鼠饮用重水D₂O，其体内重水浓度达到35%，即死亡。

研究表明，饮用水中氘的浓度越低，对人体产生的有害影响就越小。