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什么是超纯水(中国有超纯水吗)

发布日期:2023-01-28 17:58 作者: 点击:

什么是超纯水(中国有超纯水吗)

在日本岐阜县,有一个废弃的矿井。如果你下到1000米的深度,你会被你所看到的震惊。这是一个圆柱形的不锈钢容器,高41.4米,直径39.3米。内壁有很多金球,里面还装着5万吨超纯水。

超纯水是什么?为什么日本要将它埋在这里呢?

超纯水,顾名思义,纯净到除了水什么都没有。没有悬浮杂质,没有溶解离子,甚至没有溶解空气体。而这种纯净水在自然界根本不存在,所以超纯水只能通过科技手段来制备。它不导电,电阻率为18兆欧·厘米,因此是一种极好的绝缘体。

超纯水的理论分子组成

超纯水之所以被埋在这里,是因为这个装置不是一个简单的容器,而是一个探测中微子的超级神冈探测器。

中微子是什么?

中微子是速度接近光速,质量极轻的粒子。对于中微子来说,地球似乎是透明的。因此,每时每刻都有无数的中微子穿过地球,但它们并不与地球上的物体发生相互作用,人们很难探测到它们的踪迹。因此,中微子也被称为宇宙中的“隐形人”。

当然也有特例。如果中微子与原子核碰撞,会释放出轻粒子,轻粒子会进一步产生“切伦科夫辐射”,即在介质中运动速度超过光速时释放的一种电磁辐射,会发出蓝光。

切伦科夫辐射

如何发现中微子?我们需要看到切伦科夫辐射。事实上,将探测器建造在1000米的深度,基本上会隔离宇宙射线和人类活动的干扰。另外,超纯水中没有杂质,不会影响切伦科夫光的产生。墙上的金色球体,其实是一万多个“光电倍增管”,可以把光信号放大一亿倍,甚至连微弱的光都可以被这双眼睛看到。

想象一下,在1000米深的地下,有一大桶水,一万多只眼睛。他们日以继夜的等待,只为观察一个粒子与另一个粒子碰撞时的微光,多少有些浪漫和孤独。

人类为什么要苦苦找寻中微子呢?

首先,我们的宇宙诞生于137亿年前的大爆炸,爆炸的瞬间产生了无数的中微子。找到它们可能会引出宇宙最早的信息。

其次,科学家认为物质世界和反物质世界在宇宙大爆炸中同时产生,但后来反物质世界消失了,而物质世界中广泛存在的中微子包含了解开这个谜团的重要信息。

物质世界和反物质世界

而且,超新星爆炸时,中微子带走了99%的能量。它们可能会告诉我们超新星爆炸的机制...

目前,日本正准备建造更大规模的中微子探测器——顶级神冈。其蓄水量高达26万吨,是超级深港的5倍多。池壁上安装了4万多个光电倍增管。预计数据收集将于2026年开始。中国建造的“江门中微子实验”也将于2022年建成,将接手“大亚湾反应堆中微子实验”,继续致力于中微子研究。

大亚湾反应堆中微子实验

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