日本在地下1000米深處,儲存了5萬噸超純水,究竟有何目的?

莫可可小姐姐 2022/11/07 檢舉 我要評論

2022年8月日本東京電力公司放出消息, 日本第一核電站的核廢水排放工程在本月開工,這樣的話到了來年的春天,就可以正式計劃向大海排污了。

日本核電站排污計劃已經提上日程

當人們還在為日本的行徑感到憤怒時,又看到了日本儲存了5萬噸超純水的消息登上熱搜榜,據悉這些水存放在日本地下1000米的深處。

那麼,日本無懼污染水源是因為早有儲備嗎?超純水到底是什麼?20多年來日本存放這些超純水的目的何在?

日本地下儲存著5萬噸超純水

超純水到底是什麼?

許多人聽到超純水的時候,下意識就將其當成「純凈水」來對待了,從而覺得日本是因為儲存了充足的純凈水源,才敢如此造作。

但實際上,超純水和大家理解中的純凈水不一樣,或者說它是 純凈水的加強版本

超純水的全名為Ultrapure water,所以人們也會直接稱其為 UP水。這種水當中除了有水分子以外,幾乎不存在任何的雜質。

超純水和自來水、純水的區別

當然由于超純水的應用領域,人們還是給其確定了不變的標準,那就是 在25℃的水溫之下,電阻率為18MΩ*cm。

在這樣的電阻率和幾乎無雜質的加持之下,超純水常被運用在多個領域當中,比如 電子、電鍍、化學、醫藥等等都有它的參與。

值得一提的是,隨著尖端技術產業領域對產品要求的不斷提高,超純水水質的標準也在不斷提升,哪怕有極微量的污染都不行。

超純水應用領域

不過,大家最好奇的應該還是,這種水可以直接拿來喝嗎?

從理論上來說是可以喝的,味道偏「甜」,并且因為超純水本身的性質依舊是水,只是經過凈化之后, 其中的微量元素等都沒有了。若是直接將其當成普通的水來長期飲用的話,可能會讓身體出現缺乏微量元素的情況。

而且由于超純水的制造相當不容易,所以只是將其當成飲用水來使用的話未免有些大材小用了。

超純水制作流程

根據資料來看這種水最初出現于美國,是美國科學家為了制備超純材料而研制的。想要成功制成超純水需要一套完整的設備系統,在這個系統當中超純水需要經過 多重過濾、離子交換、超濾等工序,最終才能順利誕生。

那麼,日本是什麼時候開始制備超純水的?他們囤積這麼多的超純水到底是為了做什麼呢?

日本囤這麼多超純水目的何在?

從相關資料來看,日本制備和囤積超純水是從上世紀八十年代開始的。因為在1989年,日本集成電路的生產量就已經超過了3兆日元,而集成電路生產時所需的超純水更是達到了 20萬噸/日

在這種情況下,日本研制出了不少方法和系統來用于超純水的制備。一般來說超純水的制造是由 一級純水制備系統、輔助系統和廢水系統三個部分組成的,生產出來的超純水還要根據服務對象的差異再進行「改造」。

制造流程大同小異

除了其他領域生產所需的超純水以外,日本在上世紀末還研制出了一個名為 超級神岡探測器的東西,它位于日本神岡町茂住礦山嗲下1000米深的位置。

其主要部分是一個 直徑為39.3米、高度為41.4米的不銹鋼容器,或者說你可以將其當成一個巨大的「水桶」。

在這個大型裝置當中,有著被分割的水箱和一萬多個光電倍增管,水箱是用來裝超純水的, 光電倍增管則是用來探測宇宙幽靈中微子的。

超級神岡探測器的光電倍增管

從表面上來看,這個神岡探測器內部就像是一個「蜂巢」,而這樣龐大的體積就意味著其中水的儲量不會少。

確實是這樣,因為日本在上世紀九十年代為了提升其精度,投資了1億美元進行了擴建,放入了 5萬噸超純水

那麼,他們為什麼要花這麼多的時間將超純水塞進地下呢?這個神秘的裝置到底是用來干嘛的?

為什麼要在里面裝這麼多超純水呢?

咱們在上文中提到了,超級神岡探測器內部有不少用來探測中微子變化的裝置,所以大家可以將其當成一個 中微子探測器

中微子是自然界中最基本的粒子之一,算是這些年科學界的研究熱門。這家伙不僅個頭小,還具備不帶電的性質,能夠隨意地穿過地球。

當然,也正是因為這些性質,使中微子很難與其他物質之間產生明顯的相互作用,所以常常被人們稱為 宇宙當中的「隱身人」。

中微子不帶電的原因

中微子的研究可以幫助人們獲取更多關于恒星內部的信息,這也使得日本將這個探測器的最初目標定為了尋找太陽和地球大氣當中的中微子。

此外,超級神岡探測器的前身早在1983年就已經建成了,但是它正式開始探測和實驗的時間已經到二十世紀八十年代末期了。

這主要是因為建成初期的3000噸超純水實在是不夠用,所以后來還是進行了擴建,并且加入了更多的超純水。

在正式投用之后,超級神岡探測器沒有辜負日本科學家的期待,帶他們找到了不少有趣的東西。

超級神岡探測器內部作用原理

比如在1998年時, 使用超級神岡探測器進行探測的科學家小柴昌俊發布了他的觀測結果。這個觀測結果證明了中微子有質量,并且可以進行相互轉換。

要知道,在這之前,中微子這個宇宙幽靈都是以「零質量」存在于人類的模型當中的,所以他的發現確實非常有價值。

到了2002年時,他又通過該探測器證實了 中微子振蕩,也因此獲得了當年的諾貝爾物理學獎。

小柴昌俊發現中微子振蕩,獲得諾獎

由此可見,日本費盡功夫將超純水埋入地下裝置,其實就是為了做「科學研究」。

這20多年來,5萬噸超純水安靜地躺在地下,為人類探索中微子做出了巨大的貢獻,這大概就是「科學」的魅力吧,總是擅長變廢為寶,就連水在科學家手里都能化身為探測神器。

值得一提的是,隨著暗物質進入了科學家的視野,中微子的研究也就愈加受到重視,這是為什麼呢?

被探測到的中微子

中微子的研究備受重視

咱們在前文中介紹中微子性質的時候提到,它不帶電和個體小使得其存在感非常微弱,這就讓人們難以發現它。

在這種情況下,不少國家都建立了中微子探測機構,為了規避其他干擾,探測器常常被安置在地底、冰層之下。

就這樣,我們終于窺見了一些中微子的蛛絲馬跡。而它之所以能和暗物質扯上關系,是因為二者都有「不易觀測」的性質,所以最初甚至有人覺得中微子應該就是暗物質。

暗物質是宇宙重要組成部分

不過,隨著探索的不斷深入,科學家發現中微子的質量使其在宇宙中的存量非常少,遠遠比不上占全宇宙總質量85%的暗物質,這就說明 中微子并不是暗物質

盡管如此,人們還是期待它能帶著我們揭開更多的宇宙秘密和規律。

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