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水的电解过程是一个动力学过程，其中产生的同位素分馏会使剩余水中的氘和18O同位素富集。

其实这个水电解实验早在1932年的时候就被证实是一个富集氘同位素的有效方法。当时Washburn和Urey 在科学美国科学院院报发表了这个实验的结果[1]。他们的想法是水电解时两个氢原子结合形成氢气分子时，轻的同位素，也就是氕（H），而不是重的氘（D）会更快地结合而形成H2，而不是HD 或D2。这样的话，随着电解时间的增加，剩下水里面就会富集氘同位素。当时Washburn和Urey认为18O同位素可能不会富集，因为16O和18O的质量差别太小了，不太可能分的开。因为氢和氘的质量差一倍，他们相信氘的富集是可能的。所以他们就做了实验，发现果然剩下水里面的氘被富集了很多倍。从此以后，水电解就成了常用的富集氘的实验方法。

氘的丰度很低。只有富集了才能用光谱的办法确证它的存在。但水电解并不是第一个富集氘的实验方法。

根据Brickwedde的回忆，Urey是在1931年的Thanksgiving的时候（11月下旬）确实了氘的存在。同年12月底他在新奥尔良的物理年会上为此作了10分钟的报告。后人把1931年12月底作为公认的发表氘同位素发现的日子。随后的1932年，他们在Physical Review上连续两篇详细报道氘的发现。当时Urey他们富集氘的实验方法是通过对液态氢（H2）的蒸发而获得的。Urey及合作者认为蒸馏的过程中，氕会比氘相对倾向于进入气相，因而通过瑞利分馏(Rayleigh Distillation)  ，剩下的液态氢中，氘会慢慢富集。两年后，1934年，Urey就因为这个证实了氘同位素的实验被授予诺贝尔化学奖。

News of Urey wins Nobel prize./ Physics Today, Sept. 1982

那为什么Urey他们最初不用水电解的办法来富集氘呢？液态氢（H2）的蒸发实验相对费钱费时又难控制， 而且美国当时只有两个地方可以做。Brickwedde的回忆录中有一段描述：Urey其实当时已经考虑到了用水电解的办法。他有了这个主意后，就去问了当时电化学里最大的大牛，Urey在哥伦比亚大学的同事Victor LaMer。跟LaMar聊了以后Urey就非常没有信心，因为LaMar告诉他，这是不可能的，分不开的，这两个同位素化学性质差别太小了。所以Urey就没有用水电解的办法来富集氘。而是改用费钱费时又难控制的液态氢蒸发加瑞利分馏的办法 [2]。这个故事说明：权威的观点可以听， 也可以不听。 听了可能反而会抑制你的创造性。

那LaMar为什么会说水电解不太可能分得开氕氘呢? 我猜是因为他相信这同位素的定义就是说它们在化学上的行为是完全一样的（要知道那时中子还没有被发现）。所以说，像他那样对化学特别了解的人往往认为同位素是不可能被分开的， 或者说是没有“分馏“或“同位素效应”的概念的。我以前在一篇文章里面讲到的对稳定同位素的四个误解。这就是那第四种误解，是高手才有的误解。

当时已经有研究预测了氘的存在，大家都在争着确证氘的存在。如果Urey用了水电解的办法来富集氘，他可能会至少提前半年用更经济的方法确证氘的存在，还可能不需要美国标准局同事的合作。要知道Urey 1931年的年底在新奥尔良的报导，到1932年文章的发表，再到1934年拿到诺贝尔奖，只有短短的两年时间。所以这半年其实意义很大。