水也有轻重之分吗？当然，平日里我们所喝的水就是“轻水”，而与之相对的则是“重水”。

什么是重水呢？

顾名思义，就是比普通的水要重，我们日常所饮用的轻水的分子质量为18.0153，而重水的分子质量为20.0275。重水“重”在哪里？问题就出在氢上。

自然界中一共有3种氢，分别为氕、氘、氚，它们互为彼此的同位素。它们都含有一个质子和一个核外电子，而最大的区别就在质量上，氕的质量是最小，其次是氘，氚最重。之所以质量不同，是因为它们的原子核不同，氕的原子核内只有1个质子，没有中子，氘核则由1个质子和1个中子构成，而最重的氚核内有1个质子和2个中子。

普通的水由2个氕原子和1个氧原子构成，而重水则由2个氘原子和1个氧原子构成，因此重水其实“重”在了氢上。

一提到重水，人们常常把它与核电站联系起来。没错，重水确实是核电站常用的中子减速剂，减小中子速度，控制核裂变过程，也是冷却剂。

另外，在医学中，重水被用作放射示踪剂，用于可视化和测量生理活动的变化，包括血流、化学吸附、代谢等。在光谱学中，如果氢是标记核素，那么将使用氧化氘作为溶剂，而不是普通水，因为普通水会干扰氢溶质分子的信号。

与普通水相比，重水的密度是普通水的10.6倍，粘度更高。此外，作为一种始终稳定且非放射性的同位素形式的水，氧化氘在少量情况下对人体无毒且安全。

由于这些特别的性质和用途，对重水的需求很高。但是普通水中重水的含量每6000份普通水中只有一份，并且难以分离，传统的重水生产工艺能源密集且成本高昂。重水的价格可以高达每千克0.5美元至1美元，取决于所需纯度。

一种新型的重水生产方法

传统上，重水是通过水电解、化学交换或普通水的分馏来生产。生产重水具有成本效益的工艺是Girdler 硫化物工艺，但这些分离程序存在着选择性低和能源需求高的问题。2022年，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室顾成研究员与京都大学SusumuKitagawa教授合作报告了通过构建两种多孔配位聚合物（PCPs，或MOF）在室温下有效生产氧化氘的方法。

1.在研究中，氦气以10 SCCM 流速在常压下通入D2O和H2O的混合物中，以便用质量检测仪分析水蒸气，以确定重水与普通水的初始比例。

2.在此步骤之后，将PCPs在真空室中激活，温度为393K，持续10小时，去除PCPs中的任何残留水分。

3.当温度降至298K，将氦气注入水中形成蒸汽。

4.停止气泡，并使氦气流动以除去水蒸汽，然后将其带到质量检测仪以确认重水与普通水的分离。

新型重水生产方法的流量调节

显而易见，在重水的制备整个过程中都需要保持高精度和高重复性的氦气流量。此外，由于存在水蒸气，Alicat MCS系列和CODA KC系列均可提供理想解决方案：

MCS耐腐蚀系列质量流量控制器

l 0.5 SCCM至5,000 SLPM，调节比范围 1%- 100%

l NIST可溯源精度高达 ±0.4% 读数 或±0.2% 满量程

l 重复性为±0.2%满量程

l 控制响应时间快达30毫秒

l 模拟、串行和工业协议多种通信选项

CODA KC系列科里奥利流量控制器

l 40 g/h 至100 kg/h ，调节比范围 2%-100%

l NIST可溯源精度高达 ±0.5% 读数或 ±0.05% 满量程，以较大值为准

l 重复性为±0.05% 读数+ 0.025% 满量程

l 控制响应时间快达500毫秒

l 串行和工业协议多种通信选项