维也纳标准平均海水 (VSMOW) 与水同位素计量学

维也纳标准平均海水 (VSMOW) 是全球计量标准

维也纳标准平均海水 (VSMOW) 是世界上最官方的水，作为测量稳定同位素浓度的主要国际参考物质。由于其作为用于最高级别科学校准的有限物理供应，其价格约为每 5 ml 安瓿瓶 159 美元，折合每加仑约 120,000 美元。

水并不是一种均匀的物质；H2O 的冰点和沸点会根据氢原子和氧原子的同位素组成而变化。

氢: 主要由质子 (一个质子，零中子) 组成，但包括氘 (一个质子，一个中子) 和氚 (一个质子，两个中子)。虽然氚具有放射性且稀有，但氘在地球上大约每 10,000 个氢原子中就出现 1 个。
氧: 主要是氧-16 (8 个质子，8 个中子)，含有少量的氧-18 (8 个质子，10 个中子) 和氧-17 (8 个质子，9 个中子)。

较重的同位素更加“迟钝”，并在较高的温度下保持冰冻状态。例如，由氘和氧-18 组成的水在约 4°C (39°F) 下结冰。即使是这些同位素微小的自然浓度也会使水的冰点升高约 0.001°C——这一差异可以通过现代高精度温度计检测到。

由于同位素比率在全球范围内自然变化——例如，雨水比海水“轻”，因为较重的同位素蒸发较慢——科学家们需要一个一致的全球标准。

SMOW (Standard Mean Ocean Water): 由 Scripps Institution of Oceanography 的 Harmon Craig 于 1961 年提出，用以代表地球海洋的平均同位素组成。
VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water): 于 1966 年在维也纳举行的国际原子能机构会议期间建立。这批水主要从太平洋海水蒸馏而成，成为了官方国际标准。
SLAP (Standard Light Antarctic Precipitation): 一个单独的标准，由南极雪融水蒸馏而成，旨在代表雨水。

VSMOW 用于校准需要绝对测量稳定同位素比率的仪器和实验，因为这些比率很难通过第一原理来确定。

高精度温度计使用“三相点池”进行校准，该装置在低压下使冰、液态水和水蒸气保持平衡。对于 VSMOW，这种平衡恰好发生在 0.01°C 以内几百万分之一度的范围内。这个精确的数值在 2019 年使用玻尔兹曼常数重新定义温度刻度之前，一直作为开尔文温度刻度的 SI 定义。

除了温度校准，稳定同位素测量还用于各种领域，包括：

虽然 VSMOW 因其作为参考标准的地位而价格昂贵，但其他特种水根据其成分的价格差异很大：

"一加仑美国的氘水成本约为 2,600 美元至 3,800 美元，而一加仑纯氚水 (超重水) 的成本约为 4,400 万美元。"

这突显了 VSMOW 的成本是由其作为认证计量标准的角色驱动的，而不是同位素本身的稀缺性。