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日本于地下1000米深处,储存了5万吨超纯水,20多年来目的何在?

原标题:日本于地下1000米深处,储存了5万吨超纯水,20多年来目的何在?

日本公开向海洋投放核污水引起世界人民的公愤,他们的做法完全是违背了自然界的环境保护法则,应当受到人们的谴责。

一直以来日本的“名堂”都不少,比如在地下1000米深处,储存5万吨超纯水,并保存了20多年的时间。

日本储水设备内部

他们究竟有何目的?

超纯水是什么?

在了解日本的目的之前,我们要先知道什么是超纯水?

超纯水是我们平时见到水的升级加强版,没有任何杂质

其中除氧元素和氢元素之外的元素也不能存在,“纯”得那叫一个离谱。

如此纯净的性质,以至于超纯水没有丝毫的导电属性,它的电阻率达到了惊人的18 MΩ*cm。

纯水概念图

我们生活中的绝缘体,如橡胶、玻璃等等,它们的电阻率也只有10到15MΩ*cm之间。

超纯水的非导电性质不可谓不强。

所以,超纯水也是许多电器制作的重要原材料

如此纯净的水,制作过程费力,造价随之噌噌噌往上涨,目前能够制作出超纯水的办法不多,其中一个就是二级渗透法

二级渗透法就是,先将普通水用装置进行二次蒸馏,制备出去离子水,再进行蒸馏,可以得到超纯水。

超纯水提取工艺

理论上来讲,二级渗透法可以无限制备超纯水,但是由于制备的物质化学性质不稳定,导致制作出的超纯水经常达不到相关标准。

大量的制作使得超纯水的造价变得异常昂贵,因此,日本的5万吨超纯水可是花了不小的价钱。

花了这么多钱,日本人图什么?

超级神冈探测器

日本的5万吨超纯水位于地下1000米的地方,这里原本是一处开采矿石的矿场,自从矿石资源枯竭后,就被科学家征用,用于储存探测器。

日本储水环境

探测器的名称叫做超级神冈探测器,高达41米直径超过40米,是当之无愧的巨无霸探测器。

问题是,为什么要将探测器放在地下呢?难道是在做什么见不得人的实验吗?

当然不是,超级神冈探测器又称为中微子探测器。

之所以将这一庞大设备深藏在地下1000米的地方,目的是防止外界的信息和粒子运动影响,导致探测器频频出现反应。

要知道,在我们生活的地面上,每时每刻都充满了粒子运动,这很容易引起超纯水的反应。

当粒子运动通过超级神冈探测器的时候,中央的灯光就会变得异常亮眼

粒子运动

建造超级神冈探测器,日本人花了大工夫,不仅要提炼如此多的超纯水,而且还要考虑如何搬运,如何将它们集中到一起

这一漫长的过程当中,部分超纯水难免会混入杂质,一旦有这种情况的出现,就意味着需要重新制备。

而且,修建成功以后,如何运营这个超级机器也是一个问题。

好在,功夫不负有心人,在反复的实验下,日本终于取得了进展。

从修建到现在,超级神冈探测器已经探测到多次出现的中微子运动。

中微子概念图

让人疑惑的是,中微子是什么?它有什么作用,值得日本人花费如此大的功夫去研究?

中微子

微观粒子角度来讲,中微子属于粒子当中的一种,并没有什么奇特的地方。

但是从宏观的角度来看,中微子却是相当神奇的存在,科学家猜测,这是最古老的粒子之一,很有可能与宇宙的起源有关。

中微子概念图

与其他粒子不同,中微子在我们日常生活当中是很难看见的。

因为它看不见,摸不着,具有很强的穿透性,即使穿过人们的身体,也不可能被人类察觉到

中微子的反应能力究竟有多弱?

据科学家推算,大约在100亿个中微子当中,才有一个会与物质发生微弱的反应。

即使如此,这种反应也很难被检测出来。

既然中微子发生反应的概率如此之低,只要多加测量,不就能够得到了吗?为什么还要制造一个如此大的机器呢?

超级神冈探测器内部

多加测量的想法是好的,可操作起来却不切实际,因为中微子的移动速度很快,意大利格兰萨索国家实验室指出,中微子的秒速要比光速快6公里,是宇宙当中为数不多的超光速运行的存在。

因此,只有建立一个永久性的探测器,时刻监督着穿过地球的中微子,才能证明它是存在的。

最关键的是,中微子也不带电,普通的探测器很难将其探测到。

就连日本的超级神冈探测器,都只能等待中微子穿过,而不是去刻意捕捉

超级神冈探测器内部结构

可见,人类对于中微子的发现究竟有多艰难。

那么当初的科学家们又是如何发现中微子的存在的呢?

在20世纪初,一批研究放射性物质的科学家发现,原子核放射出的伽马射线是不连续的,这符合物理学上粒子的间越性。

伽马射线

然而,物质β在衰变的过程当中却呈现出连续性,其中有一部分能量被电子带走了,另一部分去了哪里呢?

1931年,意大利物理学家费米将这个“小偷”命名为中微子 。

虽然此时大家都意识到有这么一个东西的存在,可没有人实际到观察到过。

此后科学家进行了相关的推论,都证明了中微子确实存在,但苦于没有确凿的证据。

直到1998年,日本的超级神冈探测器的出现,终于弥补了科学界中微子领域的空白,让人类有了确凿的证据。

为了能够更好地探测中微子的存在,美国科学家在南极制造了一个世界上最大的中微子探测器。

IceCube中微子天文台示意图

不少小伙伴可能会好奇,中微子究竟有怎样的价值,让历代人不遗余力地去发现它。

中微子的价值

宇宙当中的绝大部分中微子都是来自恒星,恒星在向外抛射高能粒子的时候,就会有携带能量的中微子逃逸出来,加速恒星的演化。

尤其是超星新爆炸的时候,更是有无数的中微子朝着四周扩散开来。

中微子的第一个价值,就是探测宇宙当中的那些恒星演变和超新星爆炸

超新星爆炸过程及其伴星

其二,中微子是量子世界当中,最为神秘的粒子之一,如果能够将其捕捉并进行研究,人类很有可能揭开宇宙的终极奥秘。

这个价值对于所有的科学家来说,是最吸引人的存在。

而且人类探索中微子是一个漫长的过程,中微子探测器将在很长的一段时间都发挥作用,值得人们花费大价钱去建造。

在看到日本探测器取得的成果后,我国也紧跟世界步伐,在广东省的江门市建立起了江门中微子实验装置。

江门中微子实验装置

该装置位于地下700米深的地方,目前已经投入运行,相信在不久的将来这个中微子探测器能够给我们带来奇迹。返回搜狐,查看更多

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发布于:陕西省
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