Água pesada ou água deuterada, como quiser, é, de maneira rápida, óxido de deutério tendo como fórmula D2O ou 2H2O. Apesar de ser quimicamente igual a água comum, H2O, os átomos de hidrogênio desta molécula possuem em seu núcleo, além do próton (encontrado em todos os hidrogênios), um nêutron o que faz com sua massa praticamente dobre. Para comparação, em cada copo de água que você bebe, 0,001% daquele total é água pesada (2H2O), neste raciocínio concluímos que em cada litro de água, há um mililitro de água deuterada. Existe também a água semipesada, HDO, onde existe um átomo de hidrogênio normal e outro de deutério.Durante a quebra dos átomos de urânio em um reator nuclear são liberados nêutrons que, ao colidirem com outros átomos de urânio, são absorvidos provocando também sua fissão. Mas os nêutrons são liberados com altíssima carga de energia, que precisa ser diminuída para possibilitar sua absorção pelos outros átomos e a continuidade da reação em cadeia. Entra então em cena a água pesada, que circunda o tubo de metal onde está o urânio. Quando o nêutron super energético resultante da fissão do urânio colide com o deutério, sua energia diminui, sem que ele seja absorvido. Com a energia cedida pelo nêutron do átomo de hidrogênio, a água pesada atinge temperaturas muito altas e pode ser usada para a produção de energia elétrica.
Esta singular substância também é utilizada na captura de alguns neutrinos. Neste processo utiliza-se câmaras subterrâneas, lugares onde não se sofre interferência da radiação, preenchidas por até 57 mil metros cúbicos (57 bilhões de litros) de água com abundância relativa de deutério. Muito ocasionalmente, um neutrino de passagem advindo do Sol colide com um dos núcleos atômicos da água produzindo jatos de energia. Os cientistas contam estes jatos e, assim, nos aproximam um pouco mais da compreensão das propriedades fundamentais da matéria.
