什么是重水？簡單來說就是分子中的氫被替換為氘的水。氫原子在自然界有三兄弟，分別是氫－1、氫－2、氫－3，為了方便一般叫它們氕氘氚。

自然界中絕大多數氫都是以氕的形式存在，相對豐度達到99.9844%，而氘的豐度相對較低，約0.0156%，至于氚，由于豐度低于0.001%，一般記為痕量。

氚具有放射性，氚也是核廢水中最難分離去除的物質。發生β衰變，半衰期為12.43年，衰變產物氦-3太輕會逃逸到宇宙中。氚在自然界中含量極少，一般認為是宇宙輻射與上層大氣中的氫相互作用產生，總量大概只有7.3千克，而自核技術誕生以來，人類制造出的氚已經超過了自然存量的5倍。

這也就是為什么日本福島的核廢水事件中，氚的含量就是重點討論的問題。

相對于超重水，沒有放射性的重水就更受科學家的青睞。

重水幾乎是伴隨著氘的發現而被人所知的，1931年美國科學家哈羅德·克萊頓·尤里（Harold Clayton Urey）發現了氫的同位素氘，1933年，尤里的導師吉爾伯特·牛頓·路易斯（Gilbert Newton Lewis）通過電解水的方式制得了0.5毫升重水，純度為65.7%。

以前制取重水的方法就是簡單粗暴的電解水，電解水時陰極產生的氫氣中所含氫同位素的比例更高一些，留在電解池內的水中氘的含量就變高了。

不過，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。在電解法制重水的過程中，當HDO分子達到一定比例后，水分子間還會發生交換氫離子的現象，D2O的比例變得更高。

當電解制取重水的方法出現后，很快就被應用到實際中。就在路易斯制得高純度重水的次年，1934年，挪威建起了Venmork水力發電廠，利用豐富的水力資源來電解水制氫，用于生產硝酸鹽化肥。

而電解制氫完成后剩下的水中不就是含有大量的重水了，于是挪威水電公司成為最早向科學界供應重水的廠商。

同年為了滿足自己的好奇心，赫維西找尤里搞來了幾升重水（純度不是很高大概0.6%），然后就把重水喝了。目的是將氘作為示蹤劑來研究人體對水的代謝，最終得出結論，水分子在人體內平均停留時間為13±1.5天。

這不是傳說，因為赫維西就是示蹤劑研究的先驅。

然而重水真正登上歷史的舞臺是在1938年。

1938年末人們發現了中子轟擊鈾能引發核裂變，1939年蘇聯人發現重水和石墨是鈾反應堆的僅有的可行緩和劑，反應堆需要大約15噸重水。重水也因為能夠使鏈式核反應產生的中子減速而成為了戰略級的物質。

為此在二戰期間，盟軍為了阻止德國納粹研發核武器發動了一系類針對其重水工廠的軍事襲擊。

自此重水成為了一個國家的重要戰略物資，高純重水的提純技術也屬于一個國家的保護技術。

建國初期，我國著力研發核武器，而核反應堆重中之重需要重水做減速劑，面對西方國家的技術壁壘和周邊鄰國的關系惡化，國家需要更多自己的人才和技術支持。

1950年余國琮沖破重重阻力，毅然返回祖國。

他是我國杰出教育家，是我國首批博士生導師，多年來堅持在教學一線教書育人，先后培養了博士生、碩士生近百人，為我國化工領域輸送了大批專業人才。

余國琮是我國精餾分離學科創始人、現代工業精餾技術的先行者、化工分離工程科學的開拓者，長期從事化工分離科學與工程研究，在精餾技術基礎研究、成果轉化和產業化領域做了系統性、開創性工作。他提出了較完整的不穩態蒸餾理論和濃縮重水的“兩塔法”，解決了重水分離的關鍵問題，為新中國核技術起步和“兩彈一星”突破作出了重要貢獻。

在我國重水生產的攻關階段余國琮是主要技術負責人之一。由他領導的天津大學重水科研被列為國家科委重點攻關項目。余國琮還擔負起了培養重水科研人才的任務。他在天津大學創辦了我國第一個穩定同位素分離技術專業班，親自編寫教材并講授，從技術和人才上為我國重水生產奠定了基礎。

1、稀有氣體

氙氣Xe、氪氣Kr

氦氣He、氖氣Ne

氬氣Ar

準分子激光預混氣

2、氘代試劑

重水、氘氣 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、同位素氣體

一氧化碳-13C、氘氣D2

甲烷-D4、氮氣-15N2

二氧化碳-18O、甲烷-13C

二氧化碳-13C、氧-18O

氦-3、氙-129