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什么是重水？简单来说就是分子中的氢被替换为氘的水。氢原子在自然界有三兄弟，分别是氢－1、氢－2、氢－3，为了方便一般叫它们氕氘氚。

自然界中绝大多数氢都是以氕的形式存在，相对丰度达到99.9844%，而氘的丰度相对较低，约0.0156%，至于氚，由于丰度低于0.001%，一般记为痕量。

氚具有放射性，氚也是核废水中最难分离去除的物质。发生β衰变，半衰期为12.43年，衰变产物氦-3太轻会逃逸到宇宙中。氚在自然界中含量极少，一般认为是宇宙辐射与上层大气中的氢相互作用产生，总量大概只有7.3千克，而自核技术诞生以来，人类制造出的氚已经超过了自然存量的5倍。

这也就是为什么日本福岛的核废水事件中，氚的含量就是重点讨论的问题。

相对于超重水，没有放射性的重水就更受科学家的青睐。

重水几乎是伴随着氘的发现而被人所知的，1931年美国科学家哈罗德·克莱顿·尤里（Harold Clayton Urey）发现了氢的同位素氘，1933年，尤里的导师吉尔伯特·牛顿·路易斯（Gilbert Newton Lewis）通过电解水的方式制得了0.5毫升重水，纯度为65.7%。

以前制取重水的方法就是简单粗暴的电解水，电解水时阴极产生的氢气中所含氢同位素的比例更高一些，留在电解池内的水中氘的含量就变高了。

不过，天然水中的氘并不一定都以D2O的形式存在，更大概率是以HDO（半重水）的形式存在。在电解法制重水的过程中，当HDO分子达到一定比例后，水分子间还会发生交换氢离子的现象，D2O的比例变得更高。

当电解制取重水的方法出现后，很快就被应用到实际中。就在路易斯制得高纯度重水的次年，1934年，挪威建起了Venmork水力发电厂，利用丰富的水力资源来电解水制氢，用于生产硝酸盐化肥。

而电解制氢完成后剩下的水中不就是含有大量的重水了，于是挪威水电公司成为最早向科学界供应重水的厂商。

同年为了满足自己的好奇心，赫维西找尤里搞来了几升重水（纯度不是很高大概0.6%），然后就把重水喝了。目的是将氘作为示踪剂来研究人体对水的代谢，最终得出结论，水分子在人体内平均停留时间为13±1.5天。

这不是传说，因为赫维西就是示踪剂研究的先驱。

然而重水真正登上历史的舞台是在1938年。

1938年末人们发现了中子轰击铀能引发核裂变，1939年苏联人发现重水和石墨是铀反应堆的仅有的可行缓和剂，反应堆需要大约15吨重水。重水也因为能够使链式核反应产生的中子减速而成为了战略级的物质。

为此在二战期间，盟军为了阻止德国纳粹研发核武器发动了一系类针对其重水工厂的军事袭击。

自此重水成为了一个国家的重要战略物资，高纯重水的提纯技术也属于一个国家的保护技术。

建国初期，我国着力研发核武器，而核反应堆重中之重需要重水做减速剂，面对西方国家的技术壁垒和周边邻国的关系恶化，国家需要更多自己的人才和技术支持。

1950年余国琮冲破重重阻力，毅然返回祖国。

他是我国杰出教育家，是我国首批博士生导师，多年来坚持在教学一线教书育人，先后培养了博士生、硕士生近百人，为我国化工领域输送了大批专业人才。

余国琮是我国精馏分离学科创始人、现代工业精馏技术的先行者、化工分离工程科学的开拓者，长期从事化工分离科学与工程研究，在精馏技术基础研究、成果转化和产业化领域做了系统性、开创性工作。他提出了较完整的不稳态蒸馏理论和浓缩重水的“两塔法”，解决了重水分离的关键问题，为新中国核技术起步和“两弹一星”突破作出了重要贡献。

在我国重水生产的攻关阶段余国琮是主要技术负责人之一。由他领导的天津大学重水科研被列为国家科委重点攻关项目。余国琮还担负起了培养重水科研人才的任务。他在天津大学创办了我国第一个稳定同位素分离技术专业班，亲自编写教材并讲授，从技术和人才上为我国重水生产奠定了基础。

1、稀有气体

氙气Xe、氪气Kr

氦气He、氖气Ne

氩气Ar

准分子激光预混气

2、氘代试剂

重水、氘气 D2、氘代氯仿-D、氘代甲醇-D4、氘代苯、氘代甲苯-D8、乙酸-D4、重氧水、乙醇-D6、二氯甲烷-D2

3、同位素气体

一氧化碳-13C、氘气D2

甲烷-D4、氮气-15N2

二氧化碳-18O、甲烷-13C

二氧化碳-13C、氧-18O

氦-3、氙-129