那时候科学家的好奇心是无止境的。早在氘被发现的时候，就已经有人喝重水了。

乔治·赫维西和氘的发现者尤里是好朋友。1934年，赫维西从尤里那里得到了几升重水，但纯度并不是特别高，只有0.6%。

赫维西喝下重水是为了用氘作为示踪剂来研究水在人体内的代谢，最终得出水分子在人体内的平均停留时间为13±1.5天的结论。

什么？你不相信吗？

这不是传说。赫维西是示踪研究的先驱，因为这项研究获得了1943年的诺贝尔化学奖。后来纳粹占领丹麦，他用王水溶解了诺贝尔金牌。有兴趣的话可以单独讲讲哥哥的故事。

总之，父母一直对喝重水很好奇。首先是它的毒性。

可以明确的是，我们通过合法渠道买到的高纯度重水(氧化氘)，很可能会在容器的标签上有安全警示，或者只是用于实验等提醒。这里不建议任何人尝试喝重水。

首先，对于大多数天然同位素来说，它们的差异太小，不会产生生物效应。氢是特殊的。虽然氘比氘多一个中子，但它的原子量却增加了一倍。而且水是地球生命非常重要的溶剂，化学性质的一些细微差异都可能对生命产生影响。

目前可以在单细胞生物、绿色植物、昆虫、鸟类、小鼠等生物中观察到一些已知的效应，包括昼夜节律周期的延长。

更重要的是，它影响生物体中的重要化学反应。因为重水的氢键更强，很多依赖氢键的生化反应都会受到影响。植物在高浓度重水的环境中会死亡，小鼠、大鼠、狗等动物在体内D2O达到25%以上时会不育，鱼类在90%以上的重水里会很快死亡。

哺乳动物在被喂以重水后大约一周就会死亡。这时，他们体内大约50%的水已经被D2O取代，因为氘抑制细胞分裂。

喝重水听起来很可怕，但除了那些为了研究而饲养的动物，人类几乎不可能接触到这么大量的重水。

而且氘作为天然的氢同位素，在人体内也含有一定量的氘。以50公斤体重计算，一个人体内含有约32公斤的水，其中氘约1.1克，相当于纯重水5.5克。

一般认为，人体内25%~50%的水分一般被D2O取代，很可能产生毒性。显然，这种情况几乎是不可能的，也没有必要敞开心扉去构思一个“重水杀人案”。从今天重水和纯银的价格来看，算了，自己算算吧。

虽然理论上不建议任何人喝重水，但实际上公开或私下喝过重水的人不计其数。原因很奇怪，因为父母很好奇重水到底甜不甜。

虽然在早期，比如氘的发现者尤里本人和挪威的克劳斯·汉森教授在尝试了重水之后得出了不同的答案，前者认为重水和普通水没什么区别，后者认为重水有点辣。

这些可能是当时重水的制备技术不成熟，纯度不够，有杂质造成的。但是今天我们可以买到纯度99.98%的重水，很多偷喝禁水的人都说“有点甜”。

说起来很奇怪，水怎么会是甜的？根据YouTube Thunderf00t频道的实验，他设计了一个简单的盲测实验，实验对象会品尝不同的水，每次只有三滴。

为了消除分子量可能造成的差异，他还花了很多钱得到了重氧水，也就是氢和氧-18生成的水，分子量为20，相当于重水。

结果几乎所有受试者都能从三种水(普通水、重水、重氧水)中分辨出重水，只用三滴，而且非常快，可以说是显而易见的。

Thunderf00t的主渠道是Phil Mason，他也是后面研究的作者之一。他的主要贡献是重水的蒸馏和提纯。你可以在参考文献中找到他。

在娜塔莉·本·阿布(Natalie Ben Abu)领导的另一项实验中，28名参与者中有22人在开鼻味觉测试中准确地区分了重水。根据他们的主观反馈，纯重水的甜度显著，但轻微，平均甜度为3.3±0.4(1无感觉，3轻微，5中度，7非常，9甜)。

为了进一步研究重水产生甜味的原因，他们的团队还做了老鼠实验，但实验结果有些出乎意料。已知小鼠对蔗糖水有强烈的偏好，但对重水没有偏好。其他长期喂养实验甚至观察到，老鼠表现出对重水的厌恶。

也就是说，老鼠可能尝不到重水的甜味，但也可能通过其他特征来区分重水。一种猜测是老鼠喝了重水后感到不适。毕竟它们很小，重水的影响更显著。

但是，这也给研究带来了一个方向。重水之所以会产生甜味，来源于人类特有而啮齿类动物没有的甜味受体，进而确定为TAS1R2/TAS1R3受体。

进一步的实验也通过甜味抑制剂作用于TAS1R2/ TAS1R3受体证明了重水甜味的来源。但实验中尚未发现确切的作用位点和机制，但可以确定的是，由于核量子效应，D2O的氢键更强，因此蛋白质在D2O中更刚性、更致密，这可能是我们感觉到甜味的原因。

所谓的“量子力学”，其实就是当你举棋不定的时候，你可以喝一口水冷静下来，用你的TAS1R2/TAS1R3受体去感受那3200%的快乐。

最后，恭喜你看完这篇文章，收获了一个无用的知识:当你面前的两杯水中有一杯水是重水时，最快的分辨方法就是喝一小口(误饮)。

世界上总有一些奇怪的问题，比如重水能不能喝，它是什么味道？

什么是重水？简单来说，分子中的氢被氘水取代。氢原子在自然界有三个兄弟，分别是氢-1、氢-2和氢-3。为方便起见，一般称它们为氘和氚。

这三兄弟的区别主要在于原子核中的中子数。氢是我们一般语境下默认的氢，由一个质子和一个电子组成，氘多一个中子，氚多两个。

自然界中绝大多数氢以氦的形式存在，相对丰度为99.9844%，而氘相对较低，约为0.0156%。至于氚，由于其丰度小于0.001%，一般记录为微量。

在最近的日本福岛核废水事件中，氚含量是要讨论的关键问题。

氚具有放射性，发生β衰变，半衰期为12.43年。衰变产物氦-3太轻，无法逃逸到宇宙中。氚在自然界中非常稀少，一般认为是宇宙辐射与高层大气中的氢相互作用产生的，总量只有7.3公斤左右。自核技术诞生以来，人类产生的氚已经超过自然存量的5倍。

日本福岛百万吨核废水

氘和氚这三兄弟虽然原子构成不同，但化学性质却大相径庭。它们能与氧反应生成水，水被称为H2O、D2O(氧化氘)和T2O(氧化氚)。D2O和T2O通常被称为重水和超重水。

正因为三者的很多性质相同，氚也是核废水中最难分离去除的物质。含氚超重水的危害无需过多解释。放射性这个词已经总结了很多。

但是，没有放射性的重水比超重水有趣多了。

因为重水的密度比水高10%，所以重水冰块可以沉入水中。

随着氘的发现，重水几乎为人所知。1931年，美国科学家哈罗德·克莱顿·尤里发现了氢的同位素氘，他获得了1934年的诺贝尔化学奖。

1933年，尤里的导师吉尔伯特·牛顿·路易斯通过电解生产出0.5毫升的重水，纯度为65.7%。

哈罗德·克莱顿·尤里

早年制重水的方法是简单粗暴的电解水。从现象上看，电解水时阴极产生的氢中的轻同位素比例更高，留在电解池中的水中的氘含量变得更高。

电解产生重水的原理涉及动态同位素效应。虽然同位素的化学性质非常相似，但在反应速率和平衡常数方面存在差异。

反应速率的变化与核量子效应有关。简单来说，就是因为较重的异质体振动频率较低，大多数情况下需要更多的能量来打破化学键。

然而，天然水中的氘并不总是以D2O的形式存在，更有可能以HDO的形式存在。在电解生产重水的过程中，当HDO分子达到一定比例时，水分子之间会发生氢离子交换，D2O的比例会变高。

当电解生产重水的方法出现时，它很快被应用于实践。1934年，也就是路易制造出高纯度重水的第二年，挪威建起了文默克水电站，利用丰富的水力资源电解水产生氢气，生产硝酸盐肥料。

挪威文默克水力发电厂

商机就藏在其中。生产肥料需要的是电解水产生的氢气，但留在电解池里的不是重水。虽然实际情况没有那么简单粗暴，但是方向是对的。

果不其然，制氢厂对电解残渣进行了分析，发现氘和氢的比例为1:48，远高于自然比例1: 6400。虽然它们大多以HDO半重水的形式存在，但它们也有很大的价值。

于是挪威水电公司接受了制氢厂负责人提出的建议，用电解液的副产品生产重水。虽然该工艺需要大量的级联电解室，消耗大量的电力，但这并不妨碍挪威水电公司成为第一家向科学界提供重水的制造商。

装满重水的挪威安瓿瓶

然而，重水的故事才刚刚开始。1938年底，德国人发现中子轰击铀可以引起核裂变。1939年底，苏联人得出结论，重水和石墨是铀反应堆唯一可行的慢化剂，反应堆大约需要15吨重水。

重水因能减缓链式核反应产生的中子而成为战略物资，各国都非常重视。从1940年到二战，挪威的重水工厂一直处于纳粹德国的控制之下，几乎所有的重水都是大量购买的。

为了阻止纳粹的核研究，盟军对重水厂展开了一系列的突袭和破坏行动，为世界做出了一定的贡献。当然，从事后的角度来看，挪威的重水工厂即使在满负荷的情况下也很难生产出足够的重水来供反应堆使用。

盟军越过高山高原，摧毁了纳粹控制下的重水工厂。

总之，重水刚刚出现在人们的视野中，就已经和核反应联系在一起，以至于很多人对它的第一印象是极其危险，其实不然。