歷史見證滄海桑田 2023-01-05 18:37

20多年來，日本在地下1000米深處存儲了5萬噸超純水，目的何在？

綜述

我們都知道，能夠在日常生活中買到的“純凈水”其實并不是100%的純凈，因為在水這樣的物質(zhì)當(dāng)中難免會夾雜無機鹽和礦物質(zhì)，這些東西對于我們?nèi)梭w來說是有益的，因此也不必太過在意。

然而，純凈度較高的水在科學(xué)研究上是有著很重要的作用的。

所以很多國家在目前都掌握了水的提煉技術(shù)，雖然無法做到100%的純凈，但卻也可以很大程度的接近這個數(shù)值。

在目前，對純凈水技術(shù)抱有最高熱情的國家無疑是日本。

20多年來，他們每年都要在地下儲存大量的超純水，目前的總儲量已經(jīng)達到了5萬噸。這背后的原因究竟是什么呢？

超純水的科研價值

很多網(wǎng)友打趣道：日本人之所以要存水，是因為他們怕自己以后把周邊的水源全部污染了，無水可喝。

這樣的話聽上去雖然比較詼諧，但毫無疑問是有失偏頗的。

其實，日本人將超純水大量存儲的原因并不是為了留作備用的飲用資源，而是為了超純水背后的研究價值。

我們都知道水的化學(xué)公式是H2O，這其中的H就代表著氫元素，日本人大量的儲存超純水，為的也就是這個氫元素。

他們的目的是想要利用水中的氫元素來探測“中微子”這一物質(zhì)。

中微子是什么？

那么，這個被日本人苦苦追尋的中微子究竟是個什么東西呢？

中微子其實是自然界中的一種輕子，也是人類目前已知的質(zhì)量最小的物質(zhì)之一，它的整體質(zhì)量大約在電子的百萬分之一左右，而中微子自身的運動速率卻接近光速，可謂是來無影去無蹤。

更讓人感到驚訝的是，中微子是一種無孔不入的物質(zhì)。

由于它們自身的質(zhì)量極輕，直徑很小，在高速的運動之下，它們幾乎可以不影響物質(zhì)本身的穿過任何物體。

早在1933年，著名的物理學(xué)家費米就已經(jīng)預(yù)言了中微子的出現(xiàn)，但他的預(yù)言直到1956年，才被美國的科學(xué)家柯萬和萊茵斯在實驗中實現(xiàn)，人們第一次認識到了中微子這一物質(zhì)。

隨著更為深入的研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)中微子在世界上的儲量遠遠比想象中要多得多：

如果我們把一枚硬幣放在太陽底下，那么這枚硬幣每秒鐘都會被650億個中微子穿透。

除此之外，科學(xué)家們還在2013年正式宣布了中微子震蕩這一物理現(xiàn)象的存在，我們可以把中微子震蕩這一現(xiàn)象理解為中微子自身的衰變死亡，在衰變的過程中中微子會轉(zhuǎn)變成兩種形態(tài)，并且在這個過程中釋放一定程度的能量。

日本人的努力

日本人為了捕獲中微子可謂是煞費苦心，他們建造了一個名為神岡探測器的超級探測器，這個探測器的外形看上去就好像是一個巨大的鐵桶，直徑有足足39.3米，而高度也達到了41.4米。

在這個巨型的鐵桶內(nèi)部有著11,200個光電倍增管，這些設(shè)備的作用是捕獲中微子和氫原子反應(yīng)時的瞬間，并且將其物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)換進行記錄和檢測。

神岡探測器的建成付出了日本科學(xué)家的大量心血，從1996年的第1次試驗開始，他們就一直在對著儀器內(nèi)部的設(shè)施和穩(wěn)定性做著改變。

最終于2008年終于將這個大家伙穩(wěn)定下來，并且在內(nèi)部儲存了5萬噸超純水，一直運行到了現(xiàn)在。

之所以將裝置放在地下，也是為了不被其他的宇宙射線干擾。

中微子對人類的作用

除了科研價值之外，中微子對于我們?nèi)祟悂碚f還有沒有什么積極作用呢？

答案自然是肯定的，要不然日本的科學(xué)家們也不會耗費大量的金錢和人力去對其進行專項的研究。

正如我們前文中提到的，中微子是一種有著衰變特制的輕子，它們會在生命的盡頭產(chǎn)生中微子震蕩，對外產(chǎn)生一定的能量。

日本人目前的研究方向就是利用特殊的涂層材料來捕獲中微子在衰變時所產(chǎn)生的能量，并且將其轉(zhuǎn)化為熱能或者電能。

要知道，中微子是一種真正取之不盡，用之不竭的物質(zhì)，如果我們?nèi)祟愓娴恼?/span>握了中微子轉(zhuǎn)化能源的技術(shù)，那么我們就再也不必擔(dān)心地球上的基本資源枯竭了。

而日本之所以如此賣命的研究中微子，完全是因為他們自身的國情所致，作為世界上最大的能源進口國之一，日本的國土面積狹小，其內(nèi)部的自然資源更是少的可憐。

所以，他們必須要開創(chuàng)一種嶄新的能源技術(shù)來緩解巨大的能源壓力。

其他方面的應(yīng)用

除了能源轉(zhuǎn)化之外，人類還對中微子進行了很多研究，截止到目前，我們已經(jīng)可以利用不穩(wěn)定的電流對于粒子進行沖擊，使其產(chǎn)生能量和粒子波數(shù)，在使用特定的裝置接收之后，就可以從中獲取信息了，這種通訊技術(shù)也被稱之為——中微子通信。

而中微子作為一種運動速率極快并且有能力記載信息的輕子，自然也會被天文學(xué)家們極其重視。

在他們的努力之下，目前人類的中微子天文學(xué)發(fā)展也十分順利。在未來，我們也許真的可以利用中微子去了解宇宙的秘密和地球的未來。

結(jié)語

總而言之，日本人在地下瘋狂儲存純凈水并不是一件值得擔(dān)心的事情，相反，他們是在為人類的能源事業(yè)作著貢獻。

希望我們?nèi)祟惪梢栽缛諏⒅形⒆舆@一神奇的物質(zhì)化為己用，進一步的改善人類的生活條件，讓我們變成一個更為強大的文明。