重水是什麼?幹什麼用的?有什麼性質?

題目：

重水是什麼?幹什麼用的?有什麼性質?

解答：

重水(或稱氘化水,化學式D2O或者2H2O)是水的一種,它的質量比一般水要重.普通的水(H2O)是由兩個只有質子的氫原子和一個氧16原子所組成,但在重水分子內的兩個氫同位素,比一般氫原子有各多一個中子,因此造成重水分子的質量比一般水要重.在自然界中,重水的含量很少.
由於普通水和重水都是由相同數量的氫和氧原子組成,兩者的化學反應皆會接近相同.但在物理上,重水的溶點和沸點比普通水稍高,在一個大氣壓力下,重水的溶點是攝氏3.82度,沸點是攝氏101.4度.
密度方面,在攝氏20度和一個大氣壓力的環境下,重水的密度是1.105g/cm3.由於重水比普通水不容易被電解爲氫和氧,以及與普通水相比,其含量稀少的關係,人們便以電解的方式來提煉純度更高的重水.因此,重水的價格也比較昂貴.
有另一種重水稱爲半重水,HDO,它只有一個氫原子是多一個中子的重氫.一般的半重水都並不純正,通常是50%HDO,25%的H2O 及 25%的D2O.
用途
使用核磁共振分析時倘若溶劑是水,而研究的對象是氫,可以使用重水作溶劑.
中子減速劑：某些核子反應堆使用重水來減慢中子的速度,讓它們有機會與鈾反應.輕水亦可以作減速劑,但因爲輕水會吸收中子,因此輕水式反應堆必須使用濃縮鈾,而不能使用普通鈾,否則將不能達到臨界質量.重水反應堆不單可以使用普通鈾,而且會把鈾238轉化成爲可製作核彈的鈽.印度、巴基斯坦、以色列、北韓都是以這樣方法製造核燃料.爲了防止核子武器擴散,重水的生產和出售在很多國家都受到限制.
健康問題
一般相信重水並不屬於有毒物質,但是人體內的某些代謝需要輕水,所以如果只喝重水會生病.情形就好像空氣中最主要的成分氮氣是無毒的,但吸入純氮會因爲缺氧致死.以老鼠做的實驗發現重水能抑制細胞的有絲分裂,引起需要迅速代謝的身體組織變壞.實驗中的老鼠連續數天只喝重水後,體內約一半的體液變成重水；這時症狀開始出現,需要快速細胞分裂的組織,如髮根及胃膜最先出現毛病.本來快速增長的癌細胞生長速度亦出現減慢,不過減慢的程度並不足以令重水作爲可行的治療方法.
提煉方法
地球上的水若有 3,200分之一是半重水 (HDO).半重水可以透過電解及蒸餾,或以化學方法從普通水中提煉出來.可以使用化學方法,是因爲重氫及普通氫原子由於質量稍爲不同,所以化學反應的速度有異.當水中的半重水到了相當的濃度,重水便會因爲水份子之間交換氫原子而慢慢出現.要從半重水再提煉純正的重水亦可使用電解、蒸餾及化學方法.但是電解及蒸餾所需要的能量會非常巨大,因此一般這一步只會使用化學方法.
人和動物或喝了它,會引起死亡.