氘是一種穩定的氫的同位素，與 "正常 "的氫原子或氕不同，它還含有一個中子。

同位素氘有一個質子、一個中子和一個電子。

平均來說，6420個氫原子中就有一個是氘的同位素。氘同位素分布在含有氫的分子中，其中重要的是，包括所有形式的水--也包括我們身體中的水。每立方米的海水中有33克的氘，因此海洋中含有成噸的同位素。

氘的自然豐度在不同的水源中是不同的。水是由氫原子和氧原子組成的，因此對一個水體中的氘豐度的了解為該水體的歷史和起源提供了一條線索。這是同位素水文學的一個關鍵組成部分。氘還有許多其他用途，包括在營養評估和作為未來聚變能源發電廠的燃料。

用水循環和氘進行追蹤

氘可以在整個水循環中被追蹤，也被稱為水文循環：水從地球表面到大氣層再返回的連續循環過程(見信息圖)。

水的穩定同位素構成反映了水的發源地，并追蹤其在水循環中的運動。例如，科學家可以根據氘和氧同位素的濃度來描述最近補充的地下水和化石地下水的特征。通過掌握這些數據，科學家可以評估補充地下水資源所需的時間，并就如何最好地管理和保護水源向決策者提出建議。

生物攝入的水分子具有反映水源的天然氘特征或 "指紋"。該同位素特征在食物網中一路上升，可以在不同物種的有機材料中找到。例如，鳥類的羽毛和爪子都有同位素的指紋，可以追溯到水源的來源。通過測量有機材料的氘含量，并將其與預測的雨量圖聯系起來，科學家可以從本質上標記動物的來源，并追蹤其遷移。

利用氘和其他穩定同位素的同位素特征追蹤各種物種的遷移，用于創建跨大陸的遷移圖。這有利于支持保護工作和保護動物的繁殖區。

全球動物遷移地圖(圖片：CMS)

在營養評估中使用氘以更好地了解營養和健康結果

氘可用于改善營養評估的研究中，以幫助了解體重的增加或減少是由于脂肪還是肌肉，促進母乳喂養的運動是否有效，以及一些人口群體是否有高維生素A攝入的風險。這些信息使衛生專業人員能夠調整現有的營養方案和干預措施，或設計新的、有效的方案。

一種叫做氘稀釋的方法被用來評估身體成分--一個人的體重中有多少是脂肪，多少是非脂肪。體內的水含有天然數量的氘。在飲用少量的氧化氘--標記有氘的水后，可以測量唾液或尿液中的氘濃度，并確定身體的脂肪和非脂肪組織的比例。在這里可以找到關于該技術如何工作的更多細節。

氘也可用于評估嬰兒消耗多少母乳，以及嬰兒是否純母乳喂養。

此外，維生素A可以用氘進行標記，以準確測量一個人的維生素A狀況。

用氘創造核聚變能量

核聚變是兩個輕質原子核結合成一個原子核的反應，同時釋放出大量的能量。這一過程為恒星提供動力，它代表了一種長期、可持續、經濟和安全的發電能源選擇。

氘和氚的混合物--另一種具有兩個額外中子的氫的同位素--計劃被用來為未來的聚變電站提供燃料，以便在地球上復制一個 "迷你太陽"。

ITER--正在法國南部組裝的國際核聚變托卡馬克實驗，計劃于2025年投入使用。ITER的目的是證明如何從聚變反應中創造凈能量。證明可以從聚變中產生凈電力將是下一個重要步驟。這就是示范聚變電站，或稱DEMO，將發揮作用的地方，最終聚變反應堆應以清潔和可持續的方式產生大量的能源，提供當前能源的替代方案。