2006年6月14日
科学家加利福尼亚理工学院已经创建了一种新方法，用于检测重水的敏感性比任何其他现有方法高30倍。检测方法可能有助于与国际核扩散作斗争。
在6月15日的《杂志》（Journal Optics Letters）上，Caltech博士生Andrea Armani和她的Kerry Vahala教授报告说，可以配置一种特殊类型的微型光学设备来检测重水。该设备称为光学微孔子，其形状类似于蘑菇，最初是在三年前设计的，目的是为未来的光电应用程序存储光。微孔子的直径小于人的头发，由二氧化硅制成，并与可调激光耦合。
该技术的作用是因为重水的分子组成与常规水之间的差异。H2O分子具有两个氢原子，每个原子都是由单个质子和一个电子构建的。相比之下，D2O分子具有称为氘的两个原子的两个原子，它的不同之处在于每个原子除质子和电子外，除了一个单个中子。这使重水分子比常规水分子明显更大。
阿玛尼说：“重水不是一个错误的称呼，”她正在应用物理学博士学位，并将很快在加州理工学院开始两年的博士后任命。阿玛尼（Armani）说，重水看起来像是肉眼的普通水，但是如果将其添加到普通水中，则由这些东西制成的冰块沉没，因为其添加了密度。实际上，这种质量的差异使在Armani和Vahala的新技术中对重水的检测成为可能。当微孔子放置在重水中时，光吸收的差异会导致“ Q因子”的变化，这是一种用于测量光学谐振器储存光的数量。如果检测到比正常水的Q要素更高，那么与通常存在于自然界中通常存在的典型的6,400个水分子相比，存在更重的水。
Armani说，该技术是如此敏感，以至于可以检测到10,000中的一个重水分子。此外，随着重水浓度的变化，Q因子稳定变化。
对于那些担心核武器升级的人来说，结果是个好消息，因为通常在任何人试图控制核链反应的地方都发现重水。作为核主持人，可以使用重水来控制中子在可裂变材料中反弹的方式，从而使裂变反应器成为可能。
Armani和Vahala从国防高级研究项目局或DARPA获得了新技术的资金，这一事实证明了对重水的持续关注。联邦机构为大学研究提供了对美国国防的潜在应用的赠款。
Armani说：“这项技术是最佳竞争检测技术的30倍，我们还没有试图减少噪声源。”“我们认为可能会有更大的敏感性。”
该论文的标题为“使用超高Q微腔的重水检测”，可在线获得http://ol.osa.org/abstract.cfm?id=90020。
http://www.caltech.edu