雖然輕水堆已經(jīng)在核動(dòng)力市場(chǎng)上占據(jù)了統(tǒng)治地位，但是近年來(lái)，由于重水堆能夠節(jié)約核燃料，因而引起不少國(guó)家政府和核工業(yè)界人士的重視。在新開(kāi)辟的核動(dòng)方市場(chǎng)上，重水堆往往成為輕水堆的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

　　重水堆的主要特點(diǎn)，是由重水的核特性決定的。二十噸天然水中含有三公斤重水。重水和天然水（也就是輕水）的熱物理性能差不多，因此作為冷卻劑時(shí)，都需要加壓。但是，重水和輕水的核特性相差很大。這個(gè)差別主要表現(xiàn)在中子的慢化和吸收上。在目前常用的慢化劑中，重水的慢化能力僅次于輕水，可是重水最大優(yōu)點(diǎn)是它的吸收熱中子的幾率比輕水要低兩百多倍，使得重水的“慢化比”遠(yuǎn)高于其他慢化劑。

　　由于重水吸收熱中子的幾率小，所以中子經(jīng)濟(jì)好。以重水慢化的反應(yīng)堆，可以采用天然鈾作為核燃料。從而使得建造重水堆的國(guó)家，不必建造濃縮鈾廠。

　　由于重水吸收的中子少，所以重水慢化的反應(yīng)堆，中子除了維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)外，還有較多的剩余可以用來(lái)使鈾—238轉(zhuǎn)變?yōu)轭小?39，使得重水堆不但能用天然鈾實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而且比輕水堆節(jié)約天然鈾20%。

　　重水堆雖然由于重水吸收中子少帶來(lái)了上述優(yōu)點(diǎn)，但由于重水的慢化能力比輕水低得多，又給它帶來(lái)了不少缺點(diǎn)。由于重水慢化能力比輕水低，為了使裂變產(chǎn)生的快中子得到充分的慢化，堆內(nèi)慢化劑的需要量就很大。再加上重水堆使用的是天然鈾等原因，重水堆的堆芯體積比壓水堆大十倍左右。

　　雖然從天然水中提取重水，比從天然鈾中制取濃縮鈾容易，但是由于天然水中重水含量太低，所以重水仍然是一種非常昂貴的材料。由于重水用量大，所以重水的費(fèi)用約占重水堆基建投資的六分之一以上。

　　重水堆由于使用天然鈾，后備反應(yīng)性少，因此需要經(jīng)常將燒透了的燃料元件卸出堆外，補(bǔ)充新燃料。經(jīng)常為此而停堆，對(duì)于要求連續(xù)發(fā)電的核電站是不能容忍的。這就要求能不停堆裝卸核燃料。

　　重水堆和輕水堆除了上述主要差別外，還會(huì)派生出一系列別的區(qū)別。

　　物質(zhì)的質(zhì)量乘比熱，是該物質(zhì)升高一度吸收的熱量，稱為熱容。輕水與重水比熱差不多。但重水堆內(nèi)重水裝載量大，所以總的熱容量也大。重水堆的燃料元件，是安裝在幾百根互相分離的壓力管內(nèi)。壓力管破裂前有少量泄漏，容易發(fā)現(xiàn)和處理。而且當(dāng)壓力管破裂造成失水事故時(shí)，事故只局限在個(gè)別壓力管內(nèi)。由于冷卻劑與慢化劑分開(kāi)，失水事故時(shí)慢化劑仍留在堆內(nèi)，因而失水事故時(shí)燃料元件的剩余發(fā)熱，容易被堆內(nèi)大量的重水慢化劑吸收。而輕水堆壓力邊界的任何一處發(fā)生泄漏，造成的后果都涉及整個(gè)堆芯。由于輕水堆熱容量小，所以失水事故后放出的熱量會(huì)造成堆芯溫度較大的升高，因而輕水堆失水事故的后果可能比重水堆嚴(yán)重。

　　總之，由于輕水和重水的核特性相差很大，在慢化性能的兩個(gè)主要指標(biāo)上，它們的優(yōu)劣正好相反，使它們成了天生的一對(duì)競(jìng)爭(zhēng)伙伴：輕水堆的優(yōu)點(diǎn)正好對(duì)應(yīng)重水堆的缺點(diǎn)，重水堆的優(yōu)點(diǎn)正好對(duì)應(yīng)輕水堆的缺點(diǎn)。正是由于這個(gè)原因，使得這兩種堆型的選擇，成了不少國(guó)家的議會(huì)、政府和科技界人士長(zhǎng)期爭(zhēng)論不休的難題。

　　重水堆雖然都用重水作慢化劑，但在它幾十年的發(fā)展中，已派生出不少次級(jí)的類型。按結(jié)構(gòu)分，重水堆可以分為壓力管式和壓力殼式。采用壓力管時(shí)，冷卻劑可以與慢化劑相同也可不同。壓力管式重水堆又分為立式和臥式兩種。立式時(shí)，壓力管是垂直的，可采用有機(jī)物、氣體、加壓重水或沸騰輕水冷卻；臥式時(shí)，壓力管水平放置，不宜用沸騰輕水冷卻。壓力殼式重水堆只有立式，冷卻劑與慢化劑相同，可以是加壓重水或沸騰重水，燃料元件垂直放置，與壓水堆或沸水堆類似。

　　在這些不同類型的重水堆中，加拿大發(fā)展起來(lái)的以天然鈾為核燃料、重水慢化、加壓重水冷卻的臥式壓力管式重水堆現(xiàn)在已經(jīng)成熟。1962年，加拿大第一座兩萬(wàn)多千瓦電功率的小型重水動(dòng)力堆建成。1966年，第一座20萬(wàn)千瓦電功率的示范的道格拉斯角核電站啟動(dòng)。

　　由于重水堆比輕水堆更能充分利用天然鈾資源，又不需要依賴濃縮鈾廠和后處理廠，所以印度、巴基斯坦、阿根廷、羅馬尼亞等國(guó)家已先后引進(jìn)加拿大的重水堆。我國(guó)的秦山核電站第三期工程也從加拿大引進(jìn)了兩個(gè)重水堆核電機(jī)組，反映加拿大的這種重水堆技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。核工業(yè)界人士認(rèn)為，如果鈾資源的價(jià)格上漲，重水堆在核動(dòng)力市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)地位將會(huì)得到加強(qiáng)。