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。
對於“鬼火”的成因,前蘇聯物理學家卡皮查是這樣解釋的:雲、樹、建築物在某些特定環境下都會產生大量電荷。它會使地麵產生極大的電場,從而導致發光。理論對有些實例可作出圓滿的解釋,比如有人發現,火球在離地麵3米高處發生,先是固定不動,後驟然消失,接著又在離地麵6米高處再度出現。這便是在駐波的第一波腹和第二波腹連續出現的“鬼火”。
此外,還有人認為,火球的產生是由於宇宙塵埃中的反物質所致。
總之,“鬼火”這一傳聞已久的謎,還沒有完全揭開,科學家們正在這方麵不斷努力。
30.恒星顏色的揭秘
讀者可能會問,我們看到的夜空中那些閃爍的星星不都是一種顏色嗎?其實,天上的星星不都是一個顏色。
細心的讀者一眼就看出恒星的顏色不一樣,有紅色、黃色、藍色和白色等,猶如五顏六色的明珠。恒星為什麼有多種多樣的誘人色彩呢?
你是否到煉鋼廠去參觀過:當鋼水在鋼爐裏的時候,由於溫度很高,它的顏色呈藍白色鋼水,出爐後隨著溫度的慢慢降低,它的顏色也變為白色,再變成黃色,再由黃變紅,最後變成黑色。可見,物體的顏色受物體溫度控製。天上的星星也是如此。它們的不同顏色代表星體表麵溫度的不同。天體的溫度不同,它們發出的光在不同波段的強度是不一樣的。從恒星光譜型我們已經知道,不同顏色代表不同的溫度。一般說來,藍色恒星表麵溫度在25000℃以上,如參宿七、水委一、腹一(甲星)、十字架二(甲星)和軒轅十四等。白色恒星表麵溫度在11500~7700℃,如天狼星、織女星、牛郎星、北落師門和天津四等。黃色恒星表麵溫度在6000~5000℃,如五車二和南門二等。紅色恒星表麵溫度在3600~2600℃,如參宿四和心宿二等。
太陽的表麵溫度約6000℃,照理講,太陽應是一顆黃色的恒星,為什麼我們白天看見的太陽發出耀眼的白色呢?其實,這是因為太陽離我們較近的緣故。如果有機會乘宇宙飛船到離太陽較遠的地方,你會發現,太陽將是一顆黃色的星星。而美麗的朝霞和晚霞綻放紅光的原因是因為地球大氣對太陽光七種顏色中的紅光折射偏角最大的原因引起的。
31.水果剝皮後為何變色
“庭前八月棗梨黃,一日上樹能千回。”這是古代詩人杜甫的兩句描寫人們喜食水果的詩。水果香甜,人人喜食。水果在食用前,往往應先剝皮,這是比較衛生的。可是水果剝皮後,如不立即吃掉,則會產生果肉變色的現象,這又是因為什麼原因呢?
水果剝皮後果肉同空氣接觸變成了褐色,時間越長顏色越深,這主要是由於大部分水果中含有一種叫“鞣酸”的植物酸導致的。這種酸一旦遇著鐵質,就會引起化學反應,生成鞣酸亞鐵。鞣酸亞鐵的化學性質很不穩定,當它與空氣中的氧分子化合時,就自然而然地生成一種性能穩定的鞣酸高鐵鹽,而這種鞣酸高鐵鹽通常是呈顆粒狀態的,很容易使水果變成褐色。還有一個原因,那就是水果的肉質細胞內普遍含有活性較強的多酚氧化酶,像蘋果、梨這類水果剝皮或碰傷後,就會變成棕褐色,這是多酚氧化酶作用的結果。
水果剝皮後變色出現的微量鞣酸亞鐵,食用後對人體並無影響。如果你想防止變色,可把剝皮後的水果放在涼開水中浸泡一會兒,即可如願。