鉿是什么(Hafnium)？

鉿是元素周期表中的第72種元素，化學性質與鋯極為相似。在所有元素中，鉿和鋯是最難區分的元素，盡管鉿的密度約為鋯的兩倍。鉿是一種稀有、銀色、韌性好、耐腐蝕的金屬，僅占0.00058%鉿是元素周期表上的第72位。鉿在化學家和...

鉿是元素周期表中的第72種元素，化學性質與鋯極為相似。在所有元素中，鉿和鋯是最難區分的元素，盡管鉿的密度約為鋯的兩倍。鉿是一種稀有、銀色、韌性好、耐腐蝕的金屬，僅占0.00058%鉿是元素周期表上的第72位。鉿在化學家和物理學家中很有名，原因有幾個。鉿被用于制造核反應堆的控制棒。當鉿控制棒被推入反應堆，它吸收鈾或钚燃料核反應釋放的雜散中子，使反應堆冷卻。這對控制反應堆和防止熔毀至關重要。因為即使是鋯的微小雜質也會從根本上降低鉿的核吸收能力，要生產出純度達到控制棒所需純度的鉿，需要一個困難的分離過程。

鉿被用來制造核反應堆的控制棒，用來吸收雜散中子。鉿出名的另一個原因是它可以生產一種合金，碳化鉿（HfC），它的熔點是任何二元化合物中最高的（3890°C，7034°F）。盡管它在建筑和航空航天中沒有被廣泛使用，它被認為是暴露在高溫下結構的建筑材料。也許鉿最奇特的特性是與它的核同分異構體Hf-178-m2有關的。核異構體是一種特殊形式的元素，其核中含有激發的質子和/或中子，把它放在地上這使它有可能以伽馬射線的形式儲存和釋放大量的能量。鉿異構體比任何其他類似的長壽命異構體更具有儲存能量的潛力（大多數異構體在幾秒鐘內衰變）。一公斤純Hf-178-m2的計算能量為1330吉焦，相當于爆炸約317公噸TNT。不管好壞，Hf-178-m2是相當罕見的，通常被認為是世界上最昂貴的物質，每克花費數百萬美元。國防部高級研究計劃局和五角大樓已經研究了利用鉿異構體制造伽馬射線彈，以規避核條約，但目前還不清楚迄今為止的成功。

發表于 2020-09-07 20:18
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分類：科學教育

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