重水因為其分子質量大於普通水（輕水）約11%，因此被稱為重水，在天然水中，重水的比重只佔到約0.02%，重水的分子式為D2O，由一個氧原子核兩個重氫原子組成，它和輕水的化學性質基本一致，但是物理性質卻不盡相同，比如其沸點和冰點略高，沸點為101.42℃，冰點為3.8℃，並且純度高的重水被人飲用後，致死率能夠達到60%以上，因此不能作為人體飲用水！
（重水結成的冰由於密度較大，會沉入水中）
不過由於水中的氫原子能夠對中子進行散射慢化，減少裂變反應劇烈程度，所以重水和輕水雖然不盡相同，但是都常被用於核反應堆的堆芯慢化劑。如果說生產原子彈為什麼要使用重水，其實這和核反應堆有著莫大的關係，而這一切都得從原子彈的構成說起。原子彈是通過物質的核裂變釋放能量而產生破壞的殺傷性武器，而目前能夠產生自發性裂變的材料只有鈾和鈽兩種元素，根據這兩種核裝藥的不同，原子彈被分為鈾彈和鈽（bu）彈。
（鈾彈和鈽彈）
鈾彈是由鈾235填充，而鈾235主要是從鈾礦石中提取，經過離心機鈾濃縮後成為豐度在90%以上武器級鈾，這樣才能成為製造原子彈的材料，而在這些步驟當中，沒有任何一個環節需要使用原子反應堆，因此也就不需要重水的參與。
而相比鈾彈而言，鈽彈則需要豐度在93%以上的鈽239作為原料，鈽239在自然界中是不存在的，因此只能通過人工幹預的方式來批量製造，而這個人工方法就是通過原子反應堆生成，因為原子反應堆中低豐度的鈾燃料棒中擁有大量的鈾238，鈾238在吸收快中子後會生成鈾239，而鈾239經過衰變後則會生成鈽239。
而原子反應堆根據所使用的冷卻劑不同分為輕水反應堆、重水反應堆，這兩種反應堆雖然都可以生成鈽239，但是不同的是輕水反應堆中生成的鈽中含有大量的鈽240，而鈽240的自發裂變的比率相當高，一旦鈽239中混入的鈽240數量太多，就容易導致中子數量激增而產生爆炸，妥妥的定時炸彈。
（鈽239的生成過程）
事實上國際上將反應堆中鈾235燃燒後生成的乏燃料分為三個種類：鈽240含量超過19%的稱之為廢材級別的反應堆級鈽，只能進行填埋處理，沒有什麼利用價值。而鈽240含量在7%到19%的則稱之為燃料級鈽，可以在快中子反應堆中繼續使用。鈽240含量少於7%的稱之為武器級鈽，可以用於製造原子彈。只有武器級鈽才能夠在提純取雜之後得到豐度在93%的真正可以製造原子彈的鈽原料，因此如果要製造鈽彈，必須做的一件事就是建造重水反應堆！
（儲存在水池底部的乏燃料棒）
那麼我們就不能將反應堆級鈽或者廢料級鈽中的鈽240去除然後得到豐度更高的鈽239嗎？可以，但是這個難度比提純鈾235更大，因為鈽239和鈽240隻相差一個中子，區別就是你比另一個人只多一根頭髮，如何將這二者識別並準確分離，目前以人類的技術幾乎無法實現。而我們常說日本儲存了多少噸反應堆乏燃料，其中有多少鈽239，可以製造多少顆原子彈，其實都不過是謠言而已，因為日本的核電站幾乎全部都是輕水反應堆，生成的乏燃料中含有大量的鈽240，如果日本真拿這個去造原子彈，沒等全部完工，估計自己就爆炸了。
（福島核電站全部為沸水反應堆，屬於輕水堆的一種）