重水
重水は原子炉の減速材として使われる。一般に重水に限らず、水素には高速中性子を熱中性子に減速する能力(減速能)にすぐれる特性がある。水は水素を大量に含むため減速材として利用されるが、軽水は減速能とともに中性子を吸収する能力も大きいことが問題となる。ウランの濃縮技術が未発達だった初期の原子炉開発においては、軽水に次ぐ減速能を持ち軽水に比べて中性子吸収が少ない重水素からなる重水が減速材として使用された。核兵器(原子爆弾)の開発にも利用しうるため、第二次世界大戦の頃から重水の生産設備は軍事的な防衛・攻撃目標として扱われていた(ノルスク・ハイドロ重水工場破壊工作など)。
重水を利用する原子炉(重水炉)は、現在では核兵器の製造に直結するウラン濃縮を行うことなく天然ウランをそのまま核燃料に使用することができるCANDU炉や、燃料ソースの多様化を求めた新型転換炉などで使用されている。
なおこの減速材としての働きは、医療にも応用されている。すなわち放射線治療において、エネルギーが高い高速粒子のままでは生体に対する悪影響が強すぎるので、減速中性子を利用する治療方法が提唱されている。中性子を軽水で減速すると中性子が軽水に吸収されてしまいビーム出力が弱くなるため、重水が減速材に使用される。
また、カナダのサドベリー・ニュートリノ観測所 (SNO) では、ニュートリノの検出に重水が利用されている。
他には、H-NMR測定用の溶媒には、ロック(磁場安定化機構)のため、および試料の軽水素からのシグナルを妨害しないように、重水などの重溶媒が用いられる。
重水のみで作られた氷は水に沈むので、手品として使える。