第四章 學生化學科學興趣培養8(1 / 2)

第四章 學生化學科學興趣培養8

28.海中尋鈾

鈾作為一種放射性化學元素在國防、工業、科研中,有著極其重要的地位。由於其核裂解時能釋放巨大的能量,從而成為核武器的主要原料。隨著人們對於鈾的認識由過去的單一性向多元化轉變,從而更加重視起了對鈾的開發和利用。

目前,全世界擁有核武器的國家很少,而核工業國家卻不斷地發展,核能也由單純的軍事型轉變為民用型,核電站就是這種轉化的典型代表。目前世界上各國的核電站原料能源大都采用鈾。因而人們從以往的淘金熱,變成了淘鈾熱。

據科學家分析,全球陸地上的鈾礦總和約可產鈾250萬噸,也就是說,如果全世界都采用鈾為原料製造核武器、核電站以及航天、航海中應用核燃料的話,那麼用不了多長時間,大陸上的鈾礦就會被開采一空,而為之所建立的一切設施將變成一堆廢鋼鐵。當然,這種想法確實有點悲觀。

專家又宣稱:鈾在海水中的總量超過陸地總量的1500多倍。這無疑為有核武器、核工業的國家注人了一針強心劑,於是人們便開始了海中尋鈾的艱難工作。

在人們頭腦一陣發熱之後才慢慢地發現,這是一場多麼艱難的工作呀!鈾在海水中的濃度僅為十億分之三,也就是說,1000噸海水中僅含有3克鈾,鈾存在於海水中的三碳酸鹽複合物中。人們在處理了大量海水之後才發現,從海水中提取的鈾所能釋放的能量,僅僅相當於或略高於將其從海水提取過程中所消耗的能量,這未免有些得不償失了。於是科學家們又開始探討新的方法,以減少耗能而獲取更多的鈾。

美國科學家們用有機樹脂分離海水中的鈾與幾其他金屬,在實驗室研究中獲得了成功,但是由於有機樹脂的吸附率較低而大量生產成本較高,很難在實際工業中應用。後來,又經過長期的探索,終於發現了一種較為理想的新的鈾吸附劑——水合二氧化鈦,並且就此而研製出了一套以二氧化鈦為基礎的海水采鈾的技術。

在這眾多的研究大軍中,我國科學家們為此做出了重大貢獻。他們研究發現,氧化鋁、氫、氫氧化鐵和氧化鋅的吸鈾能力最強,並且已在實驗中得到證實,如果在實際工業中能夠得以應用的話,那麼提取鈾的成本將大大下降,這無疑為海水提鈾工業做出了巨大的貢獻。

另外,國外一些研究機構,也發現了較為經濟方便的抽鈾方法,他們研製開發了一種負離子交換劑,其吸附鈾的效果也十分顯著,在實驗室中的表現上乘,但是在利用潮流的海水實驗中,卻令人失望。如想突破這個大關,尚需要另外研製一個與之完全不同的抽鈾工藝流程。

總之,海水提鈾的設想是偉大的,而完成這個設想是極為困難的。目前世界上有數以千計的科學家和研究小組,仍在不懈地努力。我們深信會有一天,海水提鈾不再是一個神話,但現在我們隻能將其列為一個尚未解開的謎。

29.“鬼火”的秘密

提起“鬼火”,人們就會想到荒郊野外的墳塋地:漆黑的夜,一團火球拖著閃光的尾巴,東遊西蕩,飄忽不定。

對於“鬼火”的解釋,比較多見的是將它解釋為磷火。磷是德國煉金家勃蘭德發現的。按照希臘文的原意,磷就是“鬼火”的意思,而且在實驗室裏還可以製造出“鬼火”來。辦法是先在燒瓶裏加入白磷與濃的氫氧化鉀溶液,加熱後,玻璃管口就冒出氣泡,實驗室裏彌漫著一股臭魚味兒。這時迅速把窗戶用黑布遮上,就會看到從玻璃管口冒出一個又一個淺藍色的亮圈,在空中遊蕩。這便是人造的“鬼火”。

那麼,“鬼火”是不是單單指磷火呢?

勃蘭德曾收集了德國人看到的300多例“鬼火”事件,並整理成書出版。美國、前蘇聯也都有專門團體研究這種神秘的自然現象,並已收集到幾百個“鬼火”事例。1986年,日本早稻田大學理工係的一位教授組織了“火球觀測信息中心”,在半年的時間裏,收到近千例目擊者的報告。從以上大量的事例分析,這類“鬼火”不僅出現在野外的墳塋,而且在人口密集的鄉鎮和繁華都市的街道也有不少人目擊。如果說荒野墳塋中人與動物遺體中含有很多磷,生成磷化氫即“鬼火”的話,那麼城市中出現的“鬼火”就不好解釋了。從整理日本人所目擊的例子來看,“鬼火”大體可以分為火球形、鬼火形、焰火形、火柱形4種。其中前兩種占90%,直徑在50厘米以下,持續時間為8秒左右。顏色不盡相同,其中以白色、橙色最多,也有火紅色的,而且有耀眼的光亮。出現時間大都在七八月份夜晚,睛朗無雲或陰霾的天氣。這些“鬼火”不包括雷雨天的球狀閃電。