同位素是指原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的一類(lèi)核素。自然界的元素幾乎都有同位素，有的是穩(wěn)定的，有的是不穩(wěn)定的（即放射性）。穩(wěn)定同位素由于無(wú)放射性，對(duì)人體無(wú)害，使用安全，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)、生物學(xué)以及國(guó)防等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域里越來(lái)越顯示出重要性。O元素有3個(gè)穩(wěn)定同位素，即16O、17O、18O，它們?cè)诖髿庵械奶烊回S度分別為99.759atom％、0.037atom％和0.204atom％，18O是穩(wěn)定同位素中應(yīng)用最廣泛的一種，重氧水（H218O）也是PET（核醫(yī)學(xué)）顯影藥物上專(zhuān)用試劑。 

重氧水（H218O）,英文名稱(chēng)18O water，化學(xué)物質(zhì)登錄號(hào)（CAS RN=14314-42-2）,分子量：18.02g/mol。 

早在1943年，Clusius和Dickel采用熱分散法富集了99.5％的氧-18。 

重氧水的富集方法主要有：熱分散法、電解法、化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)法、熱態(tài)擴(kuò)散法、水精餾法。 

（一）、以天然水為原料經(jīng)精餾富集重氧水專(zhuān)利文獻(xiàn)

1、生產(chǎn)重氧水的方法及用于富集重氧同位素水的水精餾裝置 

該發(fā)明提供了一種生產(chǎn)重氧水的方法和用于富集重氧同位素水的水精餾裝置，該發(fā)明的方法包括用水精餾裝置富集重氧同位素水、電解制備重氧同位素氧和將重氧同位素氧氣與氫氣化合制備重氧水等步驟。該發(fā)明的水精餾裝置主要包括多個(gè)串聯(lián)或串聯(lián)/并聯(lián)的精餾塔，各精餾塔內(nèi)裝填了比表面積為1000～3000m2/m3的顆粒填料和比表面積為350～700m2/m3的絲織填料。該發(fā)明的方法由于以天然水為原料，來(lái)源方便、價(jià)格便宜，生產(chǎn)輔助設(shè)備少，系統(tǒng)裝置簡(jiǎn)單，操作安全，無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題。該發(fā)明的水精餾裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，生產(chǎn)成本低。采用該發(fā)明的水精餾裝置及生產(chǎn)重氧水的方法可以獲得重氧同位素氧的濃度為10～97％原子、氘為天然豐度的重氧水。 

⒉ 用于富集重氧同位素水的水精餾裝置 

該實(shí)用新型提供了一種用于富集重氧同位素水的水精餾裝置，主要包括多個(gè)串聯(lián)或串聯(lián)/并聯(lián)的精餾塔，各精餾塔內(nèi)裝填了比表面積為1000～3000m2/m3的顆粒填料和比表面積為350～700mm2/m3的絲織填料。該實(shí)用新型用于富集重氧同位素水的水精餾裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，生產(chǎn)成本低。采用該實(shí)用新型用于富集重氧同位素水的水精餾裝置可以獲得重氧同位素氧的濃度為10～97％原子的重氧同位素氧氣，用其作為生產(chǎn)重氧水的原料，可以獲得重氧同位素氧的濃度為10～97％原子、氘為天然豐度的重氧水。  

3、Method of enrichment of oxygen-18 in natural water

US5057225 （申請(qǐng)日：1990年6月8日 授權(quán)公告日：1991年10月15日） 專(zhuān)利權(quán)人：The University of Tennessee Research Corporation 

美國(guó)田納西大學(xué)研究公司（附件8，1991）獲得授權(quán)的美國(guó)發(fā)明“從天然水中富集氧18的方法”，選用憎水的半透膜通過(guò)相轉(zhuǎn)移富集天然水中O-18穩(wěn)定同位素。

（二）、電解制備獲得18O，合成重氧水

1、同位體酸素および重酸素水の製造方法および裝置

JP2004-190094 （申請(qǐng)日：2002年12月11日 公開(kāi)日：2004年7月8日） 申請(qǐng)人：日本昭和電工株式會(huì)社

以電解水法制備獲得18O，經(jīng)提純?cè)倥cH合成制備重氧水（H218O）。經(jīng)14級(jí)提純，18O純度可以達(dá)到99.790％。其裝置如下圖。

（三）、低溫蒸餾

1、Method and apparatus for the production of heavy oxygen water

US6321565B1 （申請(qǐng)日：2000年1月27日 授權(quán)公告日：2001年11月27日） 專(zhuān)利權(quán)人：日本Nippon Sanso Corporation 

2、Apparatus, method for enrichment of the heavy isotopes of oxygen and production method for heavy oxygen water

US6835287 （申請(qǐng)日：2000年10月11日 授權(quán)公告日：2004年12月28日）專(zhuān)利權(quán)人：日本Nippon Sanso Corporation

3、Apparatus, method for enrichment of the heavy isotopes of oxygen and production method for heavy oxygen water

US2005/0129592A1 （申請(qǐng)日：2004年11月15日 公開(kāi)日：2005年6月16日） 申請(qǐng)人：日本Nippon Sanso Corporation

采用低溫蒸餾水在氧的蒸餾柱上獲得氧的穩(wěn)定同位素，包括17O和18O，H與富集獲得的氧的穩(wěn)定同位素反應(yīng)制備17O和18O重氧水。其產(chǎn)物同時(shí)包括16O16O、16O17O、16O18O、17O17O、17O18O、18O18O。

這三份專(zhuān)利的裝置流程圖稍有不同。

（四）、激光照射有機(jī)化合物

1、18Oの濃縮方法

JP2003-265932 （申請(qǐng)日：2002年3月14日 公開(kāi)日：2003年9月24日） 申請(qǐng)人：株式會(huì)社ナード研究所 

用激光照射飽和脂肪酯，選擇性地?cái)嚅_(kāi)18O－C鍵或者16O－C鍵，從而富集獲得18O。

下圖為激光照射時(shí)間與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系。