同位素是指原子核內質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的一類核素。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)定同位素由于無放射性，對人體無害，使用安全，在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學、藥理學、生物學以及國防等科學技術領域里越來越顯示出重要性。O元素有3個穩(wěn)定同位素，即16O、17O、18O，它們在大氣中的天然豐度分別為99.759atom％、0.037atom％和0.204atom％，18O是穩(wěn)定同位素中應用最廣泛的一種，重氧水（H218O）也是PET（核醫(yī)學）顯影藥物上專用試劑。 

重氧水（H218O）,英文名稱18O water，化學物質登錄號（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、化學轉換反應法、熱態(tài)擴散法、水精餾法。 

（一）、以天然水為原料經精餾富集重氧水專利文獻

1、生產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串聯(lián)或串聯(lián)/并聯(lián)的精餾塔，各精餾塔內裝填了比表面積為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，來源方便、價格便宜，生產輔助設備少，系統(tǒng)裝置簡單，操作安全，無環(huán)境污染問題。該發(fā)明的水精餾裝置結構簡單、操作方便，生產成本低。采用該發(fā)明的水精餾裝置及生產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，主要包括多個串聯(lián)或串聯(lián)/并聯(lián)的精餾塔，各精餾塔內裝填了比表面積為1000～3000m2/m3的顆粒填料和比表面積為350～700mm2/m3的絲織填料。該實用新型用于富集重氧同位素水的水精餾裝置結構簡單、操作方便，生產成本低。采用該實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 （申請日：1990年6月8日 授權公告日：1991年10月15日） 專利權人：The University of Tennessee Research Corporation 

美國田納西大學研究公司（附件8，1991）獲得授權的美國發(fā)明“從天然水中富集氧18的方法”，選用憎水的半透膜通過相轉移富集天然水中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 （申請日：2002年12月11日 公開日：2004年7月8日） 申請人：日本昭和電工株式會社

以電解水法制備獲得18O，經提純再與H合成制備重氧水（H218O）。經14級提純，18O純度可以達到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 （申請日：2000年1月27日 授權公告日：2001年11月27日） 專利權人：日本Nippon Sanso Corporation 

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

US6835287 （申請日：2000年10月11日 授權公告日：2004年12月28日）專利權人：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 （申請日：2004年11月15日 公開日：2005年6月16日） 申請人：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)定同位素反應制備17O和18O重氧水。其產物同時包括16O16O、16O17O、16O18O、17O17O、17O18O、18O18O。

這三份專利的裝置流程圖稍有不同。

（四）、激光照射有機化合物

1、18Oの濃縮方法

JP2003-265932 （申請日：2002年3月14日 公開日：2003年9月24日） 申請人：株式會社ナード研究所 

用激光照射飽和脂肪酯，選擇性地斷開18O－C鍵或者16O－C鍵，從而富集獲得18O。

下圖為激光照射時間與光照強度之間的關系。