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环球今头条!日本在偏远城市地下1000米深处储存了5万吨超纯水。目的是什么?

2022-07-21 16:37:19 来源:刀哥百科

你知道什么是“超纯水”吗?自上世纪九十年代起,我们的近邻国家日本开始在偏远城市超过一千米的地下深处,进行存储“超纯水”的项目。到2022年四月,他们已经收集了将近五万吨“超纯水”。

日本作为一个发达国家,在很多现代科学技术方面的成就举世瞩目。果不其然,此次“超纯水”的储存同样引起了国际上的多方关注。

那么,“超纯水”究竟是一种什么水?让日本费心费力二十多年的这一收集储存项目,又意欲何为呢?


(资料图片)

什么是“超纯水”?

顾名思义,“超纯水”指的就是绝对意义上的纯水。用化学领域物质构成的角度讲,就是除了水分子之外没有任何其他组成元素。

从这一层面我们也可以看出,超纯水就是对水这一物质最纯净程度的代表。从我们的远古原始祖先过滤、煮开河流湖泊等天然水用于饮用,到如今海水都可以被淡化制取,超纯水也凝结着千百年来人类制水技术的集大成者。

说到这里,超纯水的概念大家有没有感觉在哪里见过,它是不是与蒸馏水有些相似呢?

其实不是的,虽然听起来超纯水与蒸馏水之间似乎存在着一些定义上的重复,二者在很多方面却并不能相提并论

首先,虽然都被称作“纯水”,但是它们都很难达到真正意义上的百分百纯净。而且,这两种水对于“纯”的要求也各不相同。蒸馏水是经历一系列程序加工制取而来,期间经历了高温蒸煮和低温冷却,剥离除了其他物质,以追求含杂量最低。

而超纯水的获得则是要通过更复杂也更可能的高级手法,是在二十五摄氏度的环境下,利用电阻等物流元素让其他离子难以保持正常存在形态,是一种离子概念上的纯水。

因此,相对来说超纯水的纯度更高一些。而由于它们制取方式和提纯精度的不同,超纯水与蒸馏水的实际用途也就必然会有所区别。

其中,蒸馏水的应用领域我们知道得更多一些。比如在生物医学方面,有些患有特殊疾病的病人只能饮用蒸馏水来维持生命,医生在治疗时也尽量使用蒸馏水来减小对病理判断的误差。另外,在现代化的工业生产,尤其是技术要求高的工厂里,蒸馏水的应用也是对产品质量的一种有效保障。

而这些,纯度更高的超纯水当然也可以做到。但是,它们却因为制取成本和储存成本的高昂,被赋予了很多其他的功能

日本为什么要储存“超纯水”?

在这些蒸馏水无法取代的功能中,超纯水很重要的一点就是对于宇宙科技发展的贡献。

供给我们生活的地球飘荡在浩瀚的宇宙之中,六千三百多公里的球体半径在这星辰太空里也像大海一粟一般渺小。因此,想要保证地球上的局面安全自在地生活,不仅要注意内部的地核岩浆等运动变化,还要实时捕获并关注大气层之外的宇宙信息。要知道,曾经制霸地球的恐龙种群,就是被一颗来自外太空的小行星毁灭。

如今,随着人类文明的演进,我们越来越重视探索宇宙,尤其是研究巨型天体的相关技术。

其中,距离我们最近,也是对地球生命生存具有决定性作用的巨型天体——太阳,成为了全世界科学家们最为热衷的课题。通过现代科技将近一百年的假说推演与实际发现,中微子的振动被看作是探测太阳活动的有效参考数据,并成为了其他宇宙射线中最容易达到地球,且对地球生态环境损伤最小的元素,相关研究也被誉为物理学“微观世界的殿堂”。

在人类对中微子的探索过程中,日本科学家走在了前列,他们已经获得了两项中微子课题的诺贝尔奖,如今更是引领了全世界的发展轨迹。

那么,超纯水对于中微子的研究又有什么具体作用呢?简单来说,超纯水就是用来检测中微子振动情况的最佳物质

这个原理要从物理学的角度解释,中微子对于人类探索宇宙天体的运转活动而言固然重要,但从它名字中的“微”字就可以看出,这是自然界最小的元素之一,很难与地球上的物质发生反应。而且,即便发生了反应,想单纯地依靠人类肉眼或者一般技术去捕获也不是一件容易的事。

所以,虽然中微子可以不受限制地任意穿越地球上,有生命或者无生命的一切物质,却总是做得到“雁过无痕”,令人捉摸不透。

然而,由于超纯水不同于普通的水,没有用来导电的正负离子,并且几乎不含任何杂质。因此,就算是中微子这种体积和质量都特别小的物质,只要是穿过超级水,相关科技工作人员就可以利用专业仪器捕获到二者接触时的具体信息。

比如,中微子的数量,这是一项十分重要的数据。不难理解,中微子越多一般就代表着太阳或者其他宇宙天体,在近期的活动越频繁。而进一步就可以得出,这些过于急躁或者过于安静的天体活动,将会对地球产生哪些相应的影响。另外,对于超纯水的储量也是越多越好,因为越多的超纯水就意味着可以与中微子发生越多的反应,得到更精确的数据

还有一点值得一提的是,在消息滞后性这一点上我们大可不必担心。因为中微子的传播速度是全宇宙中数一数二的存在,且基本上不受任何物质的阻挡。在一般情况下,人类对中微子振动的研究,就可以作为一种天体活动的预发信号。

可是,如此有用且高效的研究方法,为什么在全世界并没有得到大范围的推广呢?

超纯水的储存难度

前文提到,日本已经有两位科学家因为超纯水探测中微子技术而赢得诺贝尔奖。其中,1996年日本的超级神冈探测仪器投入运行,正是他们第一次获奖的具体原因。

这一仪器,也就是我们文章一开头说到的位于地下一千多米的超纯水储存收集装置。然而,仅仅从一千多米的深度数据就可以看出,这绝非是一项简单的成本投入,所以也很难在全世界做到相关技术项目的推广。

由于超纯水这种物质只适宜二十五摄氏度这一种环境,因此想要做到储存使用,就必须先要保障周围温度的恒定,而且不能经常反复移动。就像我们夏天吃的冰棍一样,如果总是从冰箱里拿出来又放进去,那么还没等吃完它就已经失去了食欲和口感。

当然,储存一根冰棍是何等容易,不过是冰箱消耗的几度电费而已。可是对于超纯水而言,哪怕只是储存一千克重,都要付出难以想象的成本。这还没有考虑制取超纯水过程中所花费的资金,总体算下来,是一笔难以估量的投入。即便是日本这样的发达国家,尽心劳力二十多年,也不过只是拥有五万吨重的超纯水储量

当听完有关超纯水这项技术的介绍,我们除了要感叹人类科技力量的强大与未来发展前途,还要清晰地认识到我们的星球在这苍茫寰宇中的渺小存在。

所以,随着文明的不断进步,人类不仅要做到丰富自己,更重要的是要有居安思危和未雨绸缪的思想,充分考虑到外太空可能对我们造成的困难与威胁。并在此基础上,积极做到实时监控外界的模式,才能在遇到问题时准确得出应对策略。

关键词: 发达国家 诺贝尔奖