重水是氘與氧組成的水，化學(xué)式是D2O，其中D是氫的同位素重氫——氘[dāo]的元素符號(hào)。還有一種叫超重水，化學(xué)式是T2O，其中T是氫的同位素超重氫——氚[chuān]的元素符號(hào)。重水可分為人造的與天然形成的。其中，天然形成的重水極其稀少——在天然水中的占比大約為0.02%；超重水則更加稀微——占比不到十億分之一。在“外觀”上，重水與普通水非常相似——無(wú)色、透明、無(wú)味、無(wú)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，美國(guó)科學(xué)家哈羅德博士首先發(fā)現(xiàn)了氫的第一個(gè)同位素氘，他也因此獨(dú)享1934年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。氫的第二個(gè)同位素氚則是1908年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主盧瑟福在1934年發(fā)現(xiàn)的。氘和氚可用于制造氫彈。20世紀(jì)40年代以來(lái)，由于核裂變的發(fā)現(xiàn)，重水成為核反應(yīng)堆的重要材料，開始以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
1933年，美國(guó)物理化學(xué)家吉爾伯特把10升電解槽廢液反復(fù)電解之后，得到濃度大約是65.7%的0.5微升重水，再電解之后得到接近純凈的重水。他首次人工制成了重水微滴，并成功地測(cè)定了重水的某些物理常數(shù)。蘇聯(lián)物理學(xué)家阿捷耶夫最先猜測(cè)，北極冰中包含著由重水結(jié)成的“重冰”。當(dāng)自然環(huán)境允許時(shí)，重水會(huì)暫時(shí)從自己的永久伴生物中分離出來(lái)。雖然某些細(xì)菌能在較高濃度的重水里存活，但重水對(duì)生物是有不利影響的。百分比濃度較大的重水或者超重水，不能使種子發(fā)芽，如果被人或者動(dòng)物大量飲用，還會(huì)引起疾病甚至死亡（重水的致死濃度為60%）。由于在天然水中，重水和超重水的含量微不足道，所以人們不必?fù)?dān)心飲用普通的水會(huì)損害健康。目前，重水和超重水主要作為減速劑用在核裂變反應(yīng)中。重水分解產(chǎn)生的氘還是重要的熱核燃料。重水中的氘作為示蹤原子，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。將重水中的氘和超重水中的氚用于受控核聚變來(lái)提供大量能源的“美好愿景”的研究還在“火熱進(jìn)行”中，但是“八字還沒(méi)有一撇”。
本文節(jié)選自《百科知識(shí)》2021.03A
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