2011年8月24日 星期三
新科技釷動車無廢氣 充電一次開一輩子
原油不斷地減少,為了要解決可預期的能源危機,車商逐漸著手研究替代動力;最近,就有美國科學家製造了利用核燃料「釷」做為電力的慨念車,只要少少8公克,就相當於6萬加侖的油,足以讓捍馬車跑155萬公里,幾乎是只要加了一次,就能撐到車子壞掉,重要的是,完全不會產生廢氣,而這樣的「釷電車」可望在2014年問世。
「釷」是核能發電的燃料之一,與「鈾」相比藏量豐富狀態穩定,只要經過加熱就可以產生高熱能,美國有研究人員成功的利用雷射加熱「釷」,產生電力驅動迷你渦輪,製造出超強發電機。
一公噸的「釷」能製造出10億瓦的電,足以維持一年的供電,利用「釷」做為汽車電力,只有少少8公克就相當於加了6萬加侖的油,幾乎等於一輩子加一次,就不用再補充。
「釷」是存在稀土中,因此稀土金屬也成了未來電動車的供電來原,由「釷」產生電力的汽車完全不會排放任何廢棄。
早在2009年凱迪拉克就推出用「釷」發電的概念車,但因技術尚未成熟,始終都還是個概念,不過隨著技術的純熟,可望在2014年推出第一台原型車。
↓凱迪拉克過去曾推出的「釷」發電概念車(影片來自Youtube,若遭移除請見諒。)
釷 維基百科,自由的百科全書
釷(Thorium,舊譯作釖、鋀)是原子序數為90的元素,其元素符號為Th,屬錒系元素,具有放射性。其拉丁文名稱來自北歐神話的戰神索爾(Thor)。
釷-232會通過吸收慢中子而變成可作核燃料之用的鈾-233。釷、鈾兩種元素是核能發電廠最重要的燃料。
特徵
純的釷是銀白色的金屬,在室溫下在空氣里它穩定,可以數月保持其金屬光澤。它逐漸氧化為灰色,最後為黑色。釷的物理特性與它含多少氧化物有關。一般純的釷含有百分之零點幾的二氧化釷。但是也可以製造極純的釷。純釷柔軟,延展性能很好,可以冷壓滾和拉長。釷多態,有兩個不同的晶態。在攝氏1400度以上它是面心立方的,在這個溫度以下它是體心立方的。水對釷的腐蝕作用很慢。在大多數稀酸里以及在濃鹽酸和磷酸里它的溶解速度也很慢。在發煙硝酸和王水中它溶解迅速。粉狀或者屑狀的釷在空氣里加溫下很容易自燃。其火焰是白色、明亮的。
提取
釷是從氧化釷中提取出來的。在氬空氣中或者在真空中氧化釷被鈣在高溫下還原。由於釷會與氫組成化合物因此無法使用氫來還原。還原後使用氟化氫沖洗,然後釷被過濾出來。
同位素和裂變序列
在自然界中釷只有一種同位素232Th,它是所有同位素中半衰期最長的。長時間裡人們以為以下這個衰變系列是從釷232Th開始的,因此它也被稱為釷衰變系列:
鐳Ra-228(半衰期5.75年)
錒Ac-228(6.15小時)
釷Th-228(1.9116年)
鐳Ra-224(3.66日)
氡Rn-220(55.6秒)
釙Po-216(0.145秒)
鉛Pb-212(10.6小時)
鉍Bi-212(60.55分鐘)
64%釙Po-212(3·10?7秒)和
36%鉈Tl-208(3.053分鐘)
兩者皆衰變為穩定的鉛Pb-208
應用
釷的氧化物被用來製作白熾罩。這樣的白熾罩是將布料浸在99%的硝酸釷和1%的硝酸鈰溶液中然後點燃製成的。在炙熱中硝酸釷分裂為氧化釷和氧化氮。由於釷的放射性現在已經不再使用釷來做白熾罩了。
原子工業
在球床反應爐如THTR-300中釷可以用來製作鈾同位素233U:通過中子射擊釷232Th可以變成233Th,後者通過鏷233Pa率變為鈾233U。鈾的這個同位素可以裂變,當作核電站的燃料使用。由於釷比鈾常見得多,因此加入未來鈾礦逐漸消耗的話釷可能成為重要的能源來源。今天要經濟地使用這個工藝還需要解決許多技術和安全問題。
公式里的時間數據是半衰期
比起鈾235U和?239Pu釷有一個重要的優點:它每吸收一個中子的產量高。它的生產效率比目前使用的238U和239Pu環要高。
這個技術價格高的原因之一是因為產生的233U中摻有半衰期很短的232U,使得它的放射性非常高。此外在回收釷的時候也有類似的毛病,因為其中摻有放射性高的228Th。除此之外生產233U有導致核武器擴散的危險。
1960年代里美國橡樹嶺國家實驗室是最早試驗釷循環的實驗室之一。他們製造了一座熔鹽反應爐來試驗這個技術的可行性。由於缺少經費這個項目於1976年停止。
印度擁有大量的釷礦,因此計劃在未來完全僅依靠釷作為其核燃料,將鈾完全排擠掉。這個雄心勃勃的計劃包括快速和熱增殖反應爐。
2007年挪威考慮是否將精力集中在釷循環上。
釷造影劑
主條目:釷造影劑
從1931年至1940年代末一種穩定的、膠質的二氧化釷混懸劑在血管攝影被作為放射性對比劑使用。但是這個用劑會聚集在微血管中,導致局部放射性過高和癌症。膽癌明顯與釷造影劑有關,釷造影劑還能引發一般非常少見的惡性肝臟癌症肝血管肉瘤。此外還有釷造影劑導致鼻腔癌的紀錄。一般病發發生在使用30至35年後。今天人們使用硫酸鋇和改善的、有香味的碘化合物取代釷造影劑。
其它應用
為了改善鎢惰性氣體焊接電極產生火花的性能其電極摻入1至4%的氧化釷。為了降低電子功函數放電燈的鎢絲摻有1-3%的二氧化釷。在造燈業中氧化釷還以薄膜或者薄片的形式作為收氣劑。由於二氧化釷的折射率比較高,因此在高質量的光學透鏡中也摻有釷。
釷也可以作為汽車的替代能源使用。美國的Laser Power Systems公司發明了利用雷射加熱釷使其釋放能量用以加熱微型渦輪機中的水,從而產生蒸汽發電驅動汽車的驅動系統。1克釷釋放出的能量相當於7500加侖汽油,而八克釷足以保證汽車永遠不用加燃料。
安全
釷的化學毒性估計非常小。它的危險性主要來自其放射性。釷毒性小的原因在於純釷及其最常見的氧化物的水溶性非常小,在一升水中只能溶0.0001微克的純釷。只有在酸性非常高、pH值低於4的溶液中它的可溶性才提高。此外草酸也可以提高釷的水溶性。
放射性
釷同位素232Th的半衰期為140.5億年,它的放射性比鈾238還要低。原因是因為由於它的半衰期高,因此它每秒鐘衰變的次數少,此外它衰變產物中半衰期比較低的也比較少。釷放射Α粒子,因此它被吸入或者食入的話危險比較高。尤其粉狀的金屬和氧化物能夠進入肺,非常危險,會致癌。此外在放置釷和它的化合物的時候要注意它的衰變產物。尤其危險的是強烈的貝塔射線和能量在260萬電子伏特以上的強烈伽馬射線。
化合物
按照其在元素周期表中的位置釷在它的化合物中一般以正四價出現,正三價和正二價比較少見。而其鹽的溶液中,只存在正四價的釷離子。一個特殊點是錒系元素沒有固定整比的碳化合物。
二氧化釷(ThO2)是所有金屬氧化物中熔點最高的,達3300攝氏度。只有少數金屬如鎢和少數化合物如碳化鉭的熔點比它高。
硝酸釷(Th(NO3)4)是一種無色的、容易在水和酒精中溶解的化合物。硝酸釷是製造二氧化釷和金屬釷過程中的一個重要環節,在製造白熾罩的過程中也有應用。
氮化釷(Th3N4)由熾熱的釷與空氣中的氮反應而成,有青銅光澤。在空氣中它與水氣反應在數小時內分解。
碳化釷(ThC2)是黃色的晶體,其熔點為2655攝氏度。碳化釷在約9凱爾溫時超導。碳化鈾和碳化釷的混合物在高溫反應爐中作為燃料。這種燃料是將釷和鈾的氧化物與碳混合加溫到1600至2000攝氏度製成的。
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a.........這個 有那位高人能解惑一下嗎
釷這玩意真安全無虞嗎?? 真的這麼OK嗎
要不然充電一次開一輩子倒是粉吸引人梭
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