[科普中国]-超重水

氢有两种重要的同位素氘和氚,俗称重氢和超重氢，它们分别与氧结合而成的水叫重水和超重水。1

超重水（Tritium oxide），是一种无机化合物，由两个氚和一个氧组成，故又称一氧化二氚，其化学式为T2O或3H2O。氚是氢的放射性同位素，氚原子核由一个质子和两个中子组成，半衰期约12年，水在地球上的总重大约是一百三十六亿亿吨，超重水在天然水中极其稀少，其比例不到十亿分之一。若要制取1公斤的重水需要超过100万吨的天然水和大量的电能，因此超重水成本比黄金高上百倍，比重水提取成本高上万倍。

超重水不应该和重水混淆，差别于超重水是T2O或3H2O；而重水是D2O或2H2O。

天然水是下例成分的分子不同形态的混合物:H216O、H217O、H218O、HD16O、HD17O、HD18O、D216O、D217O、D218O。符合化学方式D216O、D217O、D218O的水称为重水。而在其组成中含有氚者称为超重水T2O。

重水与超重水氢有两种重要的同位素氘和氚,俗称重氢和超重氢，它们分别与氧结合而成的水叫重水(D2O)和超重水(T2O)。1

重水在自然界含量稀少，而自然界却几乎不含超重水，超重水不能从自然界获得。

两者在原子能的利用上都具用重要作用。

超重水的制备自然界中几乎没有超重水的踪迹，无法从普通水中获取，只能用人工方法制造。现在制造重水的一般方法是把锂的同位素放在反应堆中，在中子的作用下，使锂的原子核发生转变，生成超重氢、氢化锂和氘化锂等，再用复杂的化学方法把超重氢分离出来，和氧化合生成超重水。3

生产超重水的速度异常缓慢。按目前生产水平,一座巨型工厂工作两年,仅能生产出几公斤重水。而且生产一公斤超重氢就要耗去将近十吨的原子燃料，所以超重水的价格是重水的几千倍。3

超重水的应用因为超重水有放射性,因而可以在生物或化学的研究过程中作为“示踪原子”。例如,要了解病人体内水分循环情况时,可让病人喝一点含微量重水的茶水，半小时后,就会发现尿有放射性,一直到十四天以后才消失。说明水在人体里停图的时间是十四天。如果要了解化学反应中水的来龙去脉,也可以加上微量的重水,就会清楚地告诉人们,水在化学反应过程中的行踪。3

由于超重水会衰变，其半衰期约12年，因此，它还可以用来判断各种水基液体的年龄，如葡萄酒。

超重水也可以用来测量水在一个人的身体的总体积。超重水分配本身到所有身体腔室相对较快。尿液中超重水浓度和体内的浓度相近。因此，已知原来超重水的摄入和浓度，可以计算出水在人体内的总体积。

重水和超重水又可以当作氢弹的“炸药”。因为重氢和超重氢可以在几千万度的高温下发生聚合反应,同时放出比原子弹还大得多的能量。氢弹比原子弹的威力大得多就是这个原因。3

重水和超重水蕴藏的能量,可以说在世界上是无与伦比的。据理论上的计算,一克重氢全部发生聚合反应,可以放出相当于十万千瓦小时的能量。如果把一吨海水中所含的重水全部提炼出来,并使其中的重氢都发生聚合反应,那么,产生的能量就相当于一座15万千瓦的发电厂一昼夜所发出的电力。3

本词条内容贡献者为:

包申旭 - 教授 - 武汉理工大学