軽水：性質と原子力分野における重要性

軽水（けいすい）とは、一般的には私たちが日常的に目にする普通の水の別称であり、重水素から構成される分子を含み通常の水より密度が高い「重水」に対して区別される呼称である。また、より厳密な文脈では、質量数1の水素同位体（軽水素）と質量数16の酸素同位体から構成される分子（$1\text{H}_2{}^{16}\text{O}$）からなる水を指す場合もある。

組成と存在比

天然の水は、重水素などの異なる同位体を含む分子がわずかに混ざり合った混合物である。純粋に$1\text{H}_2{}^{16}\text{O}$のみを取り出すことは技術的に容易ではなく、実際には微量の重水を含んだ天然の水全般を指して軽水と呼ぶことが一般的である。天然水における軽水（同位体組成の観点からの定義）の占める割合はおよそ99.74%に達する。

原子力分野における区別の必要性

原子力の分野において、軽水と重水は明確に区別して扱われる。これは両者が持つ中性子に対する核物理学的性質の違いに起因する。軽水は熱中性子に対する吸収断面積（$\sigma = 0.644$）が比較的大きく、中性子を吸収しやすい性質を持つ。これに対し、重水は熱中性子吸収断面積（$\sigma = 0.001$）が非常に小さいため中性子を吸収しにくい。この特性の違いから、原子炉の減速材や冷却材の選定において重要な意味を持ち、軽水を利用する原子炉は一般に軽水炉と呼ばれている。