日本于地下1000米深处，储存了5万吨超纯水，20多年来目的何在？

日本公然向海洋排放核污水，引起了全世界人民的公愤。他们的行为完全违背了自然界的环境保护法则，理应受到人们的谴责。

日本一直有很多“名招”，比如将5万吨超纯水储存在地下1000米深处，并保存了20多年。

日本的蓄水设备探秘

他们的用处是什么？

什么是超纯水？

在了解日本的目的之前，我们需要了解什么是超纯水？超纯水是我们平时见到的水的升级加强版，没有任何杂质。

除了氧和氢之外的元素是不可能存在的，“纯”的太离谱了。非常纯净，超纯水没有丝毫导电性，其电阻率达到惊人的18MΩ*cm。

纯净水概念图

我们生活中的绝缘体，如橡胶、玻璃等，其电阻率只有10~15MΩ*cm。

超纯水的非导电性并不弱。因此，超纯水也是很多电器的重要原料。

这种纯净水的制作过程比较费力，成本也随之上升。目前生产超纯水的方法不多，其中一种就是二次渗透法。

二次渗透法是将普通水先用设备蒸馏制备去离子水，再蒸馏得到超纯水。

超纯水提取工艺

从理论上讲，二次渗透法可以无限生产超纯水，但由于所制备物质的化学性质不稳定，所生产的超纯水往往达不到相关标准。

大量的生产使得超纯水的成本极其昂贵。因此，日本5万吨超纯水耗资巨大。

花了那么多钱，日本人要什么？

超级神冈探测器

日本5万吨超纯水位于地下1000米。这里原本是一座开采矿石的矿山。由于矿石资源枯竭，它被科学家征用，用于储存探测器。

日本蓄水环境

探测器名为超神冈，高41米，直径40多米，是当之无愧的巨型探测器。问题是，为什么把探测器放在地下？你在做一些阴暗的实验吗？

当然不是，超级神冈探测器也叫中微子探测器。

这个巨大的设备之所以隐藏在地下1000米，是为了防止外界信息和粒子运动的影响，导致探测器反应频繁。

要知道，我们生活的地面每时每刻都充满着粒子运动，很容易引起超纯水的反应。当粒子穿过超级神冈探测器时，中心光会变成非常亮。

粒子运动

建造超级神冈探测器，日本人花了不少心思，不仅要提炼那么多超纯水，还要考虑如何运输，如何聚集在一起.

在这个漫长的过程中，一些超纯水难免会混入杂质。一旦出现这种情况，就意味着需要重新准备。

而且，建造成功后，如何操作这台超级机器也是个问题。

好在功夫不负有心人，经过反复试验，日本终于有了进步。

从建造到现在，超级神冈探测器已经多次探测到中微子运动。

中微子概念图

让人疑惑的是什么是中微子？它有什么作用，值得日本人花那么多心思研究吗？

中微子

从微观粒子来看，中微子是粒子的一种，并没有什么特别之处。

不过从宏观上看，中微子是相当神奇的存在。科学家推测这是最古老的粒子之一，很可能与宇宙的起源有关。

中微子概念图

与其他粒子不同，中微子在我们的日常生活中很难见到。因为看不见摸不着，穿透力强，所以即使穿过人的身体，人类也不可能察觉。

中微子的反应能力到底有多弱？

根据科学家的计算，大约100亿个中微子中只有一个中微子会与物质发生微弱的反应。

即使如此，反应也很难察觉。既然中微子与发生反应的概率那么低，那么只要多测量，不就可以得到吗？为什么还要建造这么大的机器？

在超级神冈探测器

内部增加更多测量的想法是好的，但是操作起来不切实际，因为中微子移动得非常快。意大利格兰萨索国家实验室指出，中微子μ子的速度比光速快6公里，是宇宙中为数不多的运行速度超过光速的存在之一。

因此，要证明中微子的存在，只能建造永久性探测器，时刻监测穿过地球的中微子。

最重要的是，中微子也是不带电的，普通探测器很难探测到。就连日本的超级神冈探测器也只能等待中微子通过，而不是刻意捕捉。

超级神冈探测器的内部结构

可见人类要发现中微子是多么的困难。

那么科学家们是如何发现中微子的存在的呢？

20世纪初，一群研究放射性物质的科学家发现，原子核发射的伽马射线是不连续的，这符合粒子的物理分离。

伽马射线

然而，材料β在衰变过程中表现出连续性。一部分能量被电子带走了，另一部分到哪里去了？

1931年，意大利物理学家费米将这个“小偷”命名为中微子。

虽然此时大家都知道有这样的东西存在，但是没有人真正观察到过。

此后，科学家们进行了相关推论，证明了中微子确实存在，但苦于没有确凿的证据。

直到1998年，日本超级神冈探测器的出现，终于填补了科学界中微子领域的空白，给了人类确凿的证据。

为了更好地探测中微子的存在，美国科学家在南极洲建造了世界上最大的中微子探测器。

冰立方中微子天文台示意图

很多朋友可能对中微子的价值感到好奇，以至于一代又一代的人不遗余力地去发现它。

中微子的价值

宇宙中的中微子大多来自恒星。当恒星向外喷射高能粒子时，携带能量的中微子就会逃逸，加速恒星的速度。进化。

特别是当一颗巨星爆炸时，无数的中微子扩散开来。中微子的第一个价值就是探测宇宙中的那些恒星演化和超新星爆炸。

超新星爆炸过程及其伴星

其次，中微子是量子世界中最神秘的粒子之一。如果能将它们捕获并研究，人类就有可能揭开宇宙的终极奥秘。

这个数值是最吸引所有科学家的存在。而且，人类探索中微子是一个漫长的过程。中微子探测器将长期发挥的作用。

我国在看到日本探测器取得的成果后，紧跟世界步伐，在广东省江门市建立了江门中微子实验装置。

江门中微子实验装置

该装置位于地下700米深处，已投入运行。相信在不久的将来，这个中微子探测器会给我们带来奇迹。