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中國發現上萬噸「無價之寶」,每噸價值近百億!日本:又是中國?

2024-01-18科學

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天大的好處怎麽又落在中國身上了! 2018年,中國廣東省河源市發現了多達17.5萬噸的銣礦儲量,預估每噸價值將近百億人民幣。

任憑日本人想破了腦袋,他們也沒能想明白,為什麽每次中國都能找到這種價值連城的「寶貝」。

那麽銣究竟是有何神奇之處,為什麽中國發現銣礦會讓日本如此眼紅呢?

銣元素的特性

從外觀上看,銣是一種銀白色的金屬,在常溫下呈固態,其密度約為1.53克/立方厘米,這在自然界中的眾多金屬元素中較低。

因為密度低的原因, 銣這種金屬能夠輕松地被切割成任意形狀。並且在密度極低的同時,銣的熔點也僅僅只有39度左右。

這樣的特性註定了銣這種元素提煉起來並不會太困難。最重要的是,銣具有十分良好的導電性。

眾多特性讓銣這種元素能夠在人類的日常生活中發揮出更大的作用。 那麽銣都能夠被套用到哪些領域之中呢?

銣到底有多重要

目前來說銣最廣泛的用途之一,在於對原子鐘的制造上。無論是因為日常生活中對時間要求的準確性,還是現代科技發展對高精度時間測量的需求,原子鐘都在其中扮演著十分重要的角色。

當下原子鐘主要是利用原子核躍遷、穩定諧振器以及CPT技術來實作精準計時的。

在原子核躍遷 之中,原子鐘首先利用銣原子的內部電子結構來生成一個非常穩定的頻率訊號。透過誘導銣原子發生特定的躍遷過程,可以生成尖銳的諧振峰。

在這之後再使用冷磁共振技術(例如冷原子鐘或腔外監聽器)來檢測和放大銣原子的共振訊號。

將原始參考訊號與時鐘系統中產生的輸出頻率進行比較,並觸發反饋機制進行調整,以保持時鐘的準確度。

由於 銣元素具有極高的穩定性,一般來說運用銣進行計時的原子鐘的誤差非常小。而原子鐘在高端科技領域的作用是不言而喻的。

像全球導航系統、無線通訊、天文觀測、科學實驗和金融交易這些領域,都離不開原子鐘進行校準時間。

除了套用於原子鐘之外,銣在光譜分析中的套用也十分廣泛。

光譜分析是一種常見的科學技術,廣泛套用於化學、物理、天文學等領域。而銣元素在光譜分析中扮演著關鍵角色。

銣離子對可見光譜範圍非常敏感,尤其對紅外光線有很高的吸收特性。這使得銣在光譜分析實驗中成為一個重要目標元素。

利用銣原子或離子在特定波長的激發下產生的吸收峰,可以進行物質的檢測和分析。

透過精確調節儀器和使用具有高分辨率的光譜裝置,在相應吸收峰位置上觀察或記錄變化,能夠推斷所測樣品的組成。

穩定同位素銣-85(85Rb)和銣-87(87Rb)在光譜分析中也常用作稀釋標準物質。透過測量同位素比例,可以驗證實驗裝置的精確度,並進行定量分析。

銣也在核磁共振中起到不可或缺的作用。銣具有豐富的核磁性質,該同位素擁有奇數個中子和偶數個質子,使得其原子核存在非零自旋量子數,具備參與核磁共振的能力。

透過核磁共振技術,可以測定銣原子核所處化學環境對其核磁共振訊號位置的影響。這個參數稱為化學位移,反映了銣原子核周圍電子密度和環境的特征。

根據化學位移資訊,可以推斷出物質的組成和結構。

除了傳統的核磁共振技術,基於銣的核磁譜成像也是醫學診斷中的一項關鍵套用。透過利用銣原子核在外加磁場和無線電波激勵下的共振現象,可以獲取人體內部組織的三維結構影像,並輔助進行疾病診斷與治療。

這種核磁共振技術,最常見低套用就是在醫療領域。

最後,隨著對清潔能源和可再生能源需求的增加,高效能儲能技術迎來了快速發展。在這種背景下,銣離子電池作為新型能量儲存裝置備受矚目。

銣離子電池是一種透過銣離子在正負極之間的移動實作電荷傳輸和電化學反應的儲能裝置。它采用類似鋰離子電池的結構,但使用了銣離子而非鋰離子。

相較於傳統鋰離子電池,銣離子電池具有更大的離子半徑,可以提供更高的儲能密度,使得電池單體能夠容納更多的能量。

並且銣離子電池的高離子遷移速率使得充放電過程更快,能夠滿足高功率需求。從以上這些銣的套用不難看出,這種元素對於人類生活有多麽的重要。

那麽中國的銣儲備量究竟如何呢?從總量上看,中國是世界上銣礦產資源較為富集的地區之一,擁有多個多個富含銣的礦床,並且主要分布在川西北、滇東南和華北等地區。

從2018年公布的數據來看,中國當前總體的銣儲存量達到 223.68萬噸 ,主要分為堿性花崗巖型 礦床和雲母型銣鋰礦床。

前者主要分布在川西北和華北地區,而後者則主要分布在滇東南等地。不過雖然中國的銣儲存量高達200多萬噸,但在世界上的儲量並不算突出。

目前世界上銣儲存量最多的國家是美國,它們主要盛產銣的地方在密西根、德克薩斯等州,其銣儲存量占據世界總儲量的五成以上。

隨著時代的進步,科技水平將會不斷提升,而銣的重要性也將越來越被凸顯出來。至於為何日本在中國發現銣礦之後「酸了」,也很好理解。

作為一個國土面積只有37.8萬平方公裏的島國,日本的資源儲備本就稀少,更別提像銣這種稀有資源。

中日兩國同位於東亞地區,彼此之間存在著競爭關系。中國在銣儲量上的領先,也就意味著未來將在科技的發展上快日本一步。

因此,也難怪日本會在中國發現銣礦之後,大呼:為什麽運氣每次都眷顧中國了。