什么是氘？

氘是一种稳定的氢的同位素，与 "正常 "的氢原子或氕不同，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。

平均来说，6420个氢原子中就有一个是氘的同位素。氘同位素分布在含有氢的分子中，其中重要的是，包括所有形式的水--也包括我们身体中的水。每立方米的海水中有33克的氘，因此海洋中含有成吨的同位素。

氘的自然丰度在不同的水源中是不同的。水是由氢原子和氧原子组成的，因此对一个水体中的氘丰度的了解为该水体的历史和起源提供了一条线索。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，包括在营养评估和作为未来聚变能源发电厂的燃料。

用水循环和氘进行追踪

氘可以在整个水循环中被追踪，也被称为水文循环：水从地球表面到大气层再返回的连续循环过程(见信息图)。

水的稳定同位素构成反映了水的发源地，并追踪其在水循环中的运动。例如，科学家可以根据氘和氧同位素的浓度来描述最近补充的地下水和化石地下水的特征。通过掌握这些数据，科学家可以评估补充地下水资源所需的时间，并就如何最好地管理和保护水源向决策者提出建议。

生物摄入的水分子具有反映水源的天然氘特征或 "指纹"。该同位素特征在食物网中一路上升，可以在不同物种的有机材料中找到。例如，鸟类的羽毛和爪子都有同位素的指纹，可以追溯到水源的来源。通过测量有机材料的氘含量，并将其与预测的雨量图联系起来，科学家可以从本质上标记动物的来源，并追踪其迁移。

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图。这有利于支持保护工作和保护动物的繁殖区。

全球动物迁移地图(图片：CMS)

在营养评估中使用氘以更好地了解营养和健康结果

氘可用于改善营养评估的研究中，以帮助了解体重的增加或减少是由于脂肪还是肌肉，促进母乳喂养的运动是否有效，以及一些人口群体是否有高维生素A摄入的风险。这些信息使卫生专业人员能够调整现有的营养方案和干预措施，或设计新的、有效的方案。

一种叫做氘稀释的方法被用来评估身体成分--一个人的体重中有多少是脂肪，多少是非脂肪。体内的水含有天然数量的氘。在饮用少量的氧化氘--标记有氘的水后，可以测量唾液或尿液中的氘浓度，并确定身体的脂肪和非脂肪组织的比例。在这里可以找到关于该技术如何工作的更多细节。

氘也可用于评估婴儿消耗多少母乳，以及婴儿是否纯母乳喂养。

此外，维生素A可以用氘进行标记，以准确测量一个人的维生素A状况。

用氘创造核聚变能量

核聚变是两个轻质原子核结合成一个原子核的反应，同时释放出大量的能量。这一过程为恒星提供动力，它代表了一种长期、可持续、经济和安全的发电能源选择。

氘和氚的混合物--另一种具有两个额外中子的氢的同位素--计划被用来为未来的聚变电站提供燃料，以便在地球上复制一个 "迷你太阳"。

ITER--正在法国南部组装的国际核聚变托卡马克实验，计划于2025年投入使用。ITER的目的是证明如何从聚变反应中创造净能量。证明可以从聚变中产生净电力将是下一个重要步骤。这就是示范聚变电站，或称DEMO，将发挥作用的地方，最终聚变反应堆应以清洁和可持续的方式产生大量的能源，提供当前能源的替代方案。