超纯水

#知识创作人#

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，直接约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，它的大小只要电子的百万分之一，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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