Sunkusis vanduo yra įprastas vandens terminas, apimantis vandenilio, 2H2O arba D2O deuterio izotopą. Šis terminas gali reikšti vandenį, kuriame yra bet koks deuterio kiekis, bet dažnai reiškia vandenį, kuris buvo praturtintas iki 100 % arba beveik XNUMX %.
Deuteris sunkiajame vandenyje yra beveik toks pat kaip įprastas vandenilis, kuris taip pat žinomas kaip protium, išskyrus tai, kad jame yra papildomas neutronas. Taigi deuterio atomas turi vieną neutroną, vieną protoną ir vieną elektroną. Papildomas neutronas prideda atomui nedidelį svorį, apie 10% viso svorio, todėl jis yra sunkus.
Šio tipo vanduo labiausiai žinomas dėl savo vaidmens reguliuojant procesus branduoliniuose reaktoriuose, kuriuose nenaudojamas prisodrintas uranas. Kai branduoliniai reaktoriai dalyvauja dalijimuisi, jie išskiria neutronus. Šie neutronai juda neįtikėtinai greitai. Norint turėti labiau kontroliuojamą grandininę reakciją su neprisodrintu uranu, neutronus reikia sulėtinti. Taigi tam naudojamas tam tikras reguliatorius. Berilis, grafitas ir įprastas vanduo yra naudojami kaip reguliatoriai, ir visi turi savo privalumų ir apribojimų. Sunkusis vanduo yra dar vienas reguliatorius, o pridėtas neutronas leidžia stabiliau reguliuoti per jį einančius neutronus.
Gamtoje deuterio pasitaiko vieną kartą maždaug kiekviename 4000–7000 normalių vandenilio atomų. Tai reiškia, kad maždaug viena iš dvidešimties milijonų vandens molekulių yra sunkiojo vandens molekulės. Ši medžiaga iš tikrųjų nėra sukurta, tačiau ji yra rafinuota. Įprastas vanduo ištraukiamas iš didelių rezervuarų, o mažas sunkaus vandens kiekis išgaunamas iš lengvesnio vandens. Sunkiojo vandens atsargas kaupia įvairios valstybės ir korporacijos, o kadangi jis tikrai nenaudojamas kaip branduolinis reguliatorius, šios atsargos laikui bėgant didėja.
Yra dar sunkesnis vandenilio izotopas, vadinamas tričiu, bet jis nenaudojamas sunkiajam vandeniui branduoliniuose reaktoriuose. Tritis yra radioaktyvus ir labai retai pasitaiko gamtoje, o dažniausiai atsiranda kaip šalutinis branduolinių įvykių produktas. Pats vanduo, laimei, nėra radioaktyvus, bet yra šiek tiek toksiškas žmonėms. Nors jis iš esmės yra toks pat kaip įprastas vanduo, padidėjęs jo svoris daro įtaką tam tikrų svarbių cheminių reakcijų, įskaitant ląstelių dalijimąsi, greičiui. Lygis, kai sunkusis vanduo tampa toksiškas, gali svyruoti nuo maždaug 10% iki 50% viso vandens kiekio organizme, priklausomai nuo daugelio veiksnių. Tačiau gamtoje šis lygis niekada nebus pasiektas, todėl apsinuodijimas nėra tikras susirūpinimas.
Ši medžiaga yra griežtai reguliuojama, nes ji atlieka pagrindinį vaidmenį reguliuojant dalijimosi procesą generuojančių reaktorių, kurie gali būti naudojami ginklų klasės plutoniui gaminti. Tarptautinė bendruomenė atidžiai stebi šalis, gaminančias ar įsigyjančias didelius jo kiekius, nes tai gali būti ženklas, kad tauta juda branduolinių ginklų gamybos link.