说到21世纪最让人痛恨的十大事情,日本排放核废水肯定位列其中,即使遭到各国人民的唾骂,他们的行为仍旧随心所欲。
此前,日本在地下1千米的深处,储存了5万吨超纯水,距今已经过去20多年,他们又想玩什么花样?
神奇的超纯水在此之前,先带大家了解一下什么是超纯水,你就知道日本人有多煞费苦心地做这件事情了。
超纯水本质上也是一种水,只不过是经过了提炼加工,最终形成的一种无杂质的水。
我们常见的水当中,通常会含有一定的微生物、矿物质等其他杂质,就连纯净水也并不是完全“干净”的。
而超纯水当中,仅仅含有水分子元素,除此之外并没有其他物质,所以才被称为超纯水。
正是因为它纯净的特征,导致了超纯水的绝缘性非常强。
只要是经过严格的技术提炼出来的超纯水,电阻率一般大于18 MΩ*cm。
这是什么概念呢?我们常见的绝缘体——木头,它的电阻率也只有15MΩ*cm左右,可以说超纯水比木头还绝缘。
因此,超纯水可以利用在许多高尖端的产业当中。
比如,化工产业、电力产业,如果你足够有钱,甚至可以把超纯水作为电路设备的冷凝液。
值得注意的是,超纯水虽然名字有些特殊,但是它仍旧是可以饮用的水源。
唯一的缺点就是太贵,而且一般途径还不方便购买,这是因为它的制作工艺非常复杂,保存起来也相当麻烦。
位于日本东京的地下,就埋藏了5万吨超纯水。
超级神冈探测器日本地下的5万吨超纯水储存在一个巨大的穹顶装置当中,被当地人称为超级神冈探测器。
超级神冈探测器高约40米,直径约39米,当中有着11200个光电倍增管,在特殊时刻,这些光管会发出耀眼的光芒,使得探测器内部非常明亮。
超级神冈探测器主要是日本科学家用于探测穿过地球中微子的装置。
中微子是组成自然界的基本粒子之一,它的大小只有电子的百万分之一,因此人们很难通过直接手段观测到它。
而且,中微子的移动速度接近于光速,科学家根本无法将其捕捉。
不仅如此,中微子还无色且具有穿透性,有可能它穿过你的身体,你都无法感受到其存在。
要知道,当初从预言中微子可能存在到发现它就用了20多年的时间。
那么,这5万吨超纯水和中微子又有什么联系呢?
由于超纯水不含任何杂质的特征,在中微子穿过的时候,会在超纯水当中产生切连科夫辐射。
切连科夫辐射是指,当高速运动的粒子穿过介质的时候,会产生特殊的光辐射。
它的原理就好像是粒子在超越介质的时候,产生了冲击波,以光辐射的形式向四周蔓延开来。
当然,并不是什么介质都能够起到作用的,目前为止,科学家只在超纯水当中观测到过相关反应。
然而这种光辐射的反应是非常微弱的,这个时候散布在超级神冈探测器当中的光电倍增管就起到了作用。
顾名思义,它可以将这种光辐射不断增大,直到科学家能够用肉眼观察到。
当这1万多根光电倍增管共同发挥作用的时候,中微子存在的证据就十分明显了。
值得注意的是,超级神冈探测器并不能捕捉中微子,而且中微子的速度非常快,即使光辐射能够停留一段时间,但是中微子可能已经不在了。
观察超新星爆炸此外,超级神冈探测器也被用于探测银河系当中的超星新爆发。
超新星爆炸是宇宙当中的最强天体事件之一,它是一颗大质量恒星在生命最后的“绽放”。
在爆发的一瞬间,内部的温度和高压被瞬间释放出来,促使内部的中微子获得能量以接近光速的速度向四周扩散开来。
由于中微子具有穿透性,所以它们会保留这样的速度一直前进,当大量的中微子来到地球,并给穿过超级神冈探测器的时候,就会有明显的反应。
人们通过光管就可以知道,在银河系当中有超新星爆炸,并及时用科学手段进行观测。
人们通过超星新爆发产生的光亮,可以观测到周围的行星、卫星以及大结构的宇宙天体。
超新星爆炸的作用对于如今的人类来说,就像是一个能够提供照明的灯泡一般。
同时在这一瞬间产生的能量也是非常大的,一个超新星爆炸时间产生的能量,可以让人类用上千万年的时间,或许在未来我们可以将其利用起来。
自从超级神冈探测器建立之后,该装置已经观测到11个超星新爆发事件。
为什么是银河系范围以内的呢?因为其他星系相隔我们太远了,当光传递过来的时候,基本就没有了观测的价值。
日本科学家也正是依靠着这样的装置,一度创造了与诺贝尔物理学奖等级相同的研究成果,使得日本的相关研究走在了世界前列。
不过,日本建造这个超级神冈探测器也是花费了不小的代价。
超级神冈探测器的成本要知道,制作一滴超纯水就需要进行二次蒸馏、去离子等操作,前期的准备工作非常麻烦。
而且在制作的过程当中,还必须保证所有工序不能将杂质混入其中,总之非常麻烦。
一旦有杂质,就必须重新来过,考虑到运输的和储存的问题,也有着不小的困难。
超级神冈探测器当中5万吨的超纯水制作难度,不亚于一个大型建造工程。
不过,日本究竟花费了多少成本,并没有一个官方的数据,但可以肯定的是其成本绝对不会太低。
他们之所以选择将超级神冈探测器建造在地下1千米的位置,就是为了防止装置受到外界的干扰。
如今来看,他们的决策无疑是正确的。
对此,日本科学家表示,如今的超级神冈探测器受到条件的限制,已经无法满足研究需求,他们计划建造一个超级神冈探测器十倍大小的新仪器。
新的探测器也会试点捕捉中微子,究竟结果如何只有让我们在未来拭目以待了。
当然,我国也不甘落后,在江门建立了中微子实验室。
该实验室同样位于地下700米的地方,当中布置了最前沿的中微子观测仪器。
与日本的超级神冈探测器不同的是,我国中微子实验的基础设施相当完善,犹如一个地下城堡,可以让科学家时刻在实验室当中进行实验。
为了更好地观测到中微子,当中安装了大约4万只光管,虽然内部的超纯水只有3.5万吨,但是其效果也不比日本的超级神冈探测器差。
有了这样一个大型设备,我国的科研发展将会更加迅速
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