آب سنگین نوع خاصی از مولکولهای آب است که در آن ایزوتوپهای هیدروژن وجود دارد. این نوع از آب کلید اصلی تهیه پلوتونیوم از اورانیوم طبیعیاست و به همین علت تولید و تجارت آن با نظر قوانین بینالمللی انجام و به شدت کنترل میشود. با کمک این نوع آب میتوان پلوتونیوم لازم را برای سلاحهای اتمی بدون نیاز به غنیسازی بالای اورانیوم تهیه کرد.