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重水是氘与氧组成的水,化学式是D2O,其中D是氢的同位素重氢——氘[dāo]的元素符号。还有一种叫超重水,化学式是T2O,其中T是氢的同位素超重氢——氚[chuān]的元素符号。
重水可分为人造的与天然形成的。其中,天然形成的重水极其稀少——在天然水中的占比大约为0.02%;超重水则更加稀微——占比不到十亿分之一。
在“外观”上,重水与普通水非常相似——无色、透明、无味、无臭。但重水之得名就是由于它的密度比普通水要大不少。
1931年底,美国科学家哈罗德博士首先发现了氢的第一个同位素氘,他也因此独享1934年诺贝尔化学奖。氢的第二个同位素氚则是1908年诺贝尔化学奖得主卢瑟福在1934年发现的。氘和氚可用于制造氢弹。20世纪40年代以来,由于核裂变的发现,重水成为核反应堆的重要材料,开始以工业规模生产。
1933年,美国物理化学家吉尔伯特把10升电解槽废液反复电解之后,得到浓度大约是65.7%的0.5微升重水,再电解之后得到接近纯净的重水。他首次人工制成了重水微滴,并成功地测定了重水的某些物理常数。苏联物理学家阿捷耶夫最先猜测,北极冰中包含着由重水结成的“重冰”。当自然环境允许时,重水会暂时从自己的永久伴生物中分离出来。
虽然某些细菌能在较高浓度的重水里存活,但重水对生物是有不利影响的。百分比浓度较大的重水或者超重水,不能使种子发芽,如果被人或者动物大量饮用,还会引起疾病甚至死亡(重水的致死浓度为60%)。由于在天然水中,重水和超重水的含量微不足道,所以人们不必担心饮用普通的水会损害健康。
目前,重水和超重水主要作为减速剂用在核裂变反应中。重水分解产生的氘还是重要的热核燃料。重水中的氘作为示踪原子,已经广泛应用于各个领域。将重水中的氘和超重水中的氚用于受控核聚变来提供大量能源的“美好愿景”的研究还在“火热进行”中,但是“八字还没有一撇”。