重水

Keywords: 重水, ケルビン, セルシウス度, 原子炉, 同位体, 同位体効果, 気圧, 水, 水素, 減速材

重水（じゅうすい、Heavy Water）とは質量数の大きい同位体を含み、通常の水より比重が重い水。別名に酸化重水素 (Deuterium oxide, Qater-d2) など。

通常の水は ¹H₂¹⁶O であるが、重水は水素の同位体である重水素（デューテリウム、D, ²H）、酸素の同位体 ¹⁷O や ¹⁸O を含む。

重水に対して通常の水 (¹H₂¹⁶O) を軽水と呼ぶ。単に「重水」と言った場合は D₂¹⁶O を指すことが多い。

重水は物理的、化学的性質が軽水と若干異なる。

D₂O で表される重水の融点は3.81℃ = 276.96K (1atm)、沸点は101.43℃ = 374.58K (1atm)　である。また密度は、1.105 g/cm³ (1atm, 20℃) である。粘性は天然の水の約1.2倍。CAS NO.7798-20-0。

またO-D結合は同位体効果によりO-H結合よりも結合エネルギーが強いため、D₂OはH₂Oよりも電気分解の速度が遅い。

このような軽水と重水の性質の違いを利用して、重水をわずかに含む天然の水から、重水を濃縮、分離することができる。

重水は原子炉の減速材として使われる。そのため、第二次世界大戦のころから重水の生産設備が軍事目標として扱われていた。

なおこの減速材としての働きは、医療用にも応用されている。即ち放射線治療において、エネルギーが高い高速粒子のままでは生体に対する悪影響が強すぎるので、減速中性子を利用する治療方法が提唱されている。[1]

重水中での物質の溶解度、電気伝導度、電離度などの物性や反応速度は軽水とは異なる値を示す。それ故、飲料水などの代用として大量に摂取すると生体内反応に失調をきたし生命に関わる。