铪是什么(Hafnium)？

铪是元素周期表中的第72种元素，化学性质与锆极为相似。在所有元素中，铪和锆是最难区分的元素，尽管铪的密度约为锆的两倍。铪是一种稀有、银色、韧性好、耐腐蚀的金属，仅占0.00058%铪是元素周期表上的第72位。铪在化学家和...

铪是元素周期表中的第72种元素，化学性质与锆极为相似。在所有元素中，铪和锆是最难区分的元素，尽管铪的密度约为锆的两倍。铪是一种稀有、银色、韧性好、耐腐蚀的金属，仅占0.00058%铪是元素周期表上的第72位。铪在化学家和物理学家中很有名，原因有几个。铪被用于制造核反应堆的控制棒。当铪控制棒被推入反应堆，它吸收铀或钚燃料核反应释放的杂散中子，使反应堆冷却。这对控制反应堆和防止熔毁至关重要。因为即使是锆的微小杂质也会从根本上降低铪的核吸收能力，要生产出纯度达到控制棒所需纯度的铪，需要一个困难的分离过程。

铪被用来制造核反应堆的控制棒，用来吸收杂散中子。铪出名的另一个原因是它可以生产一种合金，碳化铪（HfC），它的熔点是任何二元化合物中最高的（3890°C，7034°F）。尽管它在建筑和航空航天中没有被广泛使用，它被认为是暴露在高温下结构的建筑材料。也许铪最奇特的特性是与它的核同分异构体Hf-178-m2有关的。核异构体是一种特殊形式的元素，其核中含有激发的质子和/或中子，把它放在地上这使它有可能以伽马射线的形式储存和释放大量的能量。铪异构体比任何其他类似的长寿命异构体更具有储存能量的潜力（大多数异构体在几秒钟内衰变）。一公斤纯Hf-178-m2的计算能量为1330吉焦，相当于爆炸约317公吨TNT。不管好坏，Hf-178-m2是相当罕见的，通常被认为是世界上最昂贵的物质，每克花费数百万美元。国防部高级研究计划局和五角大楼已经研究了利用铪异构体制造伽马射线弹，以规避核条约，但目前还不清楚迄今为止的成功。

发表于 2020-09-07 20:18
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分类：科学教育

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