氘

氘是氢的一种稳定同位素，不同于大多数“正常”氢原子氕，它还含有一个中子。同位素氘有一个质子、一个中子和一个电子。

平均而言，每6420个氢原子中有一个是氘同位素。氘同位素分布在含氢分子中，重要的是，包括所有形式的水，也包括我们体内的水。每立方米海水中含33克氘，因此海洋中含有数以吨计的这种同位素。

氘的自然丰度因水源而异。水由氢原子和氧原子组成，因此了解水体中的氘丰度可以为了解该水体的历史和起源提供线索。这是同位素水文学的一个关键组成部分。氘还有许多其他用途，包括用于营养评定和用作未来聚变能电厂的燃料。

示踪水循环和氘

整个水循环（也称为水文循环）都可以追踪到氘。水循环即水从地球表面进入大气层再返回地面的连续循环过程。

水的稳定同位素组成反映了水起源的位置，并可追踪水在水循环中的运动。例如，科学家可以根据氘和氧同位素浓度来表征最近补给的地下水和原生地下水。有了这些数据，科学家可以评价补给地下水资源所需的时间，并就如何最佳管理和保护水源向决策者提出建议。

生物摄取具有天然氘特征或反映水源的“指纹”的水分子。同位素特征沿着食物网向上延伸，可以在不同物种的有机物质中找到。例如，鸟类的羽毛和爪子有都有同位素指纹，可以追溯到水的来源。通过测量有机材料的氘含量并将其与预测雨图相关联，科学家可以通过内在联系标记出一种动物的起源并追踪其迁徙。

利用氘和其他稳定同位素的同位素特征追踪各种物种的迁移，用于创建跨大陆的迁移地图。这有利于支持保护工作和保护动物的繁殖区。

氘用于营养评定，以更好地了解营养和健康结果

氘可用于改善营养评定的研究，有助于了解体重增加或减少是由脂肪还是肌肉引起的，母乳喂养推广活动是否有效，以及某些人群是否存在维生素A摄入量高的风险。这些信息使保健专业人员能够调整现有的营养计划和干预措施或设计新的有效计划和干预措施。

一种称为氘稀释的方法用于评定身体成分，即一个人的体重中有多少是脂肪，多少是非脂肪。体内的水含有天然量的氘。饮用少量氧化氘（氘标记水）后，可以测量唾液或尿液中的氘浓度，并确定身体的脂肪和无脂肪组织的比例。有关这项技术工作原理的详细资料，请查阅这里。

氘也可用于评定婴儿的母乳消耗量以及婴儿是否纯母乳喂养。此外，维生素A可以用氘标记，以准确测量一个人的维生素A状况。

用氘产生聚变能

核聚变是两个轻质原子核结合成一个原子核同时释放出大量能量的反应。恒星的能量就是来自这样的过程。这一过程代表了一种长期、可持续、经济和安全的电力生产能源选择方案。

为了在地球上复制一个“迷你太阳”，计划用氘和氚（氢的另一种具有两个中子的同位素）的混合物为未来的聚变电厂提供燃料。

国际聚变托卡马克实验堆（ITER）正在法国南部建造，计划于2025年投入运行（很可能要推后---译者注）。国际热核实验堆的目标是证明如何从聚变反应中产生净能量。下一个重要步骤是证明可从聚变中产生净电力。这就是示范聚变电厂将发挥作用的地方。最终，聚变反应堆应以清洁、可持续的方式产生大量能源，以替代现有能源。

摘译自IAEA网站