基本信息
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化學式: D?O（氧化氘）
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通用名: 重水
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分子量: 20.0276（常規H?O為18.0153）
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CAS號: 7789-20-0
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發現者: 哈羅德·尤里（1931年）
物理性質
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性質 |
D?O數值 |
與H?O比較 |
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熔點 |
3.82°C |
+3.82°C |
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沸點 |
101.42°C |
+1.42°C |
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密度（20°C） |
1.1056 g/cm3 |
+10.56% |
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粘度（20°C） |
1.25 mPa·s |
+23% |
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折射率（20°C） |
1.3284 |
+0.0046 |
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pKw（25°C） |
14.869 |
+0.959 |
同位素特性
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氘含量: 天然豐度約0.0156%
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核特性: 氘核（D）自旋I=1，具有四極矩
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同位素效應:
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氫鍵強度比H?O強約5-10%
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化學反應速率通常降低2-10倍
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制備方法
1. 工業級生產
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Girdler硫化物法（主流工藝）:
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H?O/D?O/HDS多級交換塔
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能耗：~300kWh/kg D?O
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電解法:
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利用D?O電解速率比H?O慢的特性
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需多級電解槽串聯
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2. 高純度制備
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真空蒸餾: 99.99%純度
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催化交換: 使用Pt催化劑
等級標準
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等級 |
純度 |
主要用途 |
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工業級 |
99.8% |
核反應堆 |
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試劑級 |
99.9% |
化學合成 |
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高純級 |
99.99% |
光譜分析 |
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核級 |
99.995% |
中子慢化 |
應用領域
1. 核工業
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重水反應堆慢化劑（CANDU堆）
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中子散射實驗樣品環境控制
2. 科學研究
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NMR溶劑（鎖場用）
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同位素示蹤研究
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蛋白質動力學研究
3. 工業應用
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光纖制造（降低OH吸收峰）
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半導體清洗工藝
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鋰電池電解液添加劑
4. 醫學應用
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代謝水研究
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抗癌藥物載體
安全信息
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放射性: 天然D?O無放射性
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毒性:
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生物半衰期：10-13天
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50%致死量（哺乳動物）：約30%體液替換
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防護:
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避免長期皮膚接觸
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通風櫥操作高濃度D?O蒸汽
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儲存與運輸
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容器材料: 316L不銹鋼/石英/特氟龍
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儲存條件:
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惰性氣體保護
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避光保存
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運輸分類: 非危險品（純度>99%）
注意事項
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高純度D?O易吸濕（需干燥環境操作）
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長期儲存可能發生同位素交換（建議定期檢測）
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實驗系統需預先氘代化處理
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廢棄處理應遵循同位素管理規定
注：普通重水（99.8%）的理化性質已與輕水顯著不同，使用時需特別注意其更高的粘度和不同的相變特性。核級重水需滿足ASTM D2184標準。
