轻水非常容易取得,对中子也能减速,但有两个问题,因为轻水减速效率比较差,因此只有足够浓度的铀-235才能让那为数不多的中子撞击到下一个铀-235原子核,保持裂变产生中子再减速,再碰到下一个原子核裂变,维持裂变反应。

轻水反应堆那多余的中子也能让铀增值成钚,但增值生成的钚中同位素钚-240比例比较高,而钚-240有一个毛病,就是自发裂变比率很高,假如生产的钚中钚-240的比例很高的话,还没装成原子弹,自己就爆掉了!因此必须要将钚-240的比例控制在7%以内,以达到武器级钚的程度!

控制棒的作用是吸收多余的中子,避免反应过快,功率超标
要满足这个要求,必须是重水减速才能满足这个需求,而且重水减速效率很高,放在核反应堆内的核燃料浓度可以很低(甚至可以用铀矿石)。并且生产的钚元素中钚-240的比例很低,利用重水来让矿石级(当然核反应堆中不可能真的用矿石)的铀来生产钚-239,因此重水是一种绝佳的减速剂,它就成了原子弹制造时的战略物资!

离心机原理示意图
假如是直接来制造一枚铀装药的原子弹时,那就跟重水没啥关系了,需要的只是无数将铀提纯和分离的方法,而离心机则是大规模分离用得最多设备,当然还有其它方式,但工业生产还是离心机居多。
重水的另一个重要作用刚上文说明了重水的重要作用是作为中子的减速剂,但同时重水也是核裂变堆中重要的热量传递介质,它将裂变的热量通过管道加热水,形成的蒸汽推动蒸汽轮机,然后这些蒸汽冷凝后再重新被送回锅炉,完成一次蒸汽循环!而重水则一直封闭在管道内,循环流动,将裂变堆的热量源源不断的带出核反应堆。

