什么是重水和超重水？
我们日常饮用的水，化学组成是H₂O，其中的氢原子是自然界最常见的同位素——氕¹H，原子核内仅有1个质子。但氢还有另外两种同位素：氘²H，也称重氢和氚³H，也称超重氢。当水分子中的氕被氘或氚替代时，就形成了重水和超重水。重水：氘与氧的结合
重水的化学式是D₂OD即氘。氘的原子核比氕多1个中子，因此重水分子的质量比普通水分子大约11%——普通水的分子量是18，重水则是20。这种质量差异让重水的物理性质与普通水明显不同：它的密度更大1.11克/立方厘米，沸点更高101.4℃，凝固点也更高3.8℃。从化学性质看，重水与普通水相似，能参与多数化学反应，但反应速率稍慢。不过，它的生物活性很低——若生物体摄入过多重水，会干扰细胞代谢，影响酶的活性，甚至导致死亡。好在天然水中重水的含量极低，仅约0.015%，需担心日常饮用风险。
重水最核心的用途与核能相关。在核反应堆中，它能像“减速带”一样降低中子的运动速度，使其更容易被铀-235吸收，维持链式反应的稳定进行，因此常被用作“慢化剂”。此外，重水还可用于制备氘，或作为化学、生物实验中的示踪剂。
超重水：氚与氧的“稀有馈赠”
超重水的化学式是T₂OT即氚。氚的原子核比氘又多1个中子1质子+2中子，是氢的放射性同位素，半衰期约12.3年，会通过β衰变释放电子，转化为氦-3。因此，超重水也具有放射性。与重水相比，超重水的质量更大分子量22，密度约1.33克/立方厘米，沸点和凝固点更高。但它在自然界中极其罕见——每10¹⁸个水分子中才可能有1个超重水分子，几乎法自然提取。制备超重水需通过核反应人工合成，比如用中子轰击锂-6，生成氚后再与氧结合，成本极高，因此主要用于尖端科研，例如追踪化学反应过程、研究生物体内物质代谢路径等。
重水和超重水，本质是氢同位素替换的“特殊水”。重水因氘的稳定存在成为核工业的关键材料，超重水则因氚的放射性和稀有性成为科学研究的“稀世工具”。它们与普通水看似相似，却在微观世界藏着截然不同的“内核”，为人类探索物质奥秘提供了独特的窗口。