Kieku qallek li minerali li kapaċi jiġi illustrat fi gemstone li jgħammex iservi wkoll bħala l-eroj mhux mittiegħ li jżomm l-impjanti tal-enerġija nukleari jaħdmu mingħajr periklu, issibha diffiċli biex temmen? Iż-żirkonju, l-element Nru. 40 fuq it-tabella perjodika, huwa preċiżament tali "player ta' rwol doppju-" li jmur fuq id-dinja tal-bankijiet tal-ġojjellerija u reatturi nukleari.
Minn "Ġebla Ġjaċinta" għal Element Kimiku
L-istorja taż-żirkonju tibda b’ġebla sabiħa. Il-minerali tas-silikat naturali li fih iż-żirkonju jissejjaħ iż-żirkon, li ilu apprezzat bħala gemstone semi-prezzjuż minn żminijiet antiki. Hija turi paletta rikka ta' kuluri li jvarjaw minn oranġjo-aħmar u dehbi-isfar għal bla kulur u kannella-aħdar, u ġie notevolment estratt fil-gżira tas-Sri Lanka fl-Oċean Indjan tal-qedem. Il-kelma "żirkon" jingħad li ġejja mill-Persjan "Zargun," li jfisser "deheb" - referenza għall-brilliance tgħammix ta 'ċerti Australian zircon. Żirkon bla kulur, meta jinqata ', jista' sparkle bi tleqqija reminixxenti tad-djamanti, u għal żmien twil kien saħansitra żbaljat għal tip ta '"djamant artab."
Kien biss fl-1789 li ż-żirkon ġie elevat minn gemstone għal element, grazzi għal esperiment mill-kimiku Ġermaniż Martin Heinrich Klaproth. Billi tgħaqqad iż-żirkon ma 'l-idrossidu tas-sodju u ttrattah b'aċidu idrokloriku, fl-aħħar mill-aħħar skopra ossidu mhux magħruf qabel, li sejjaħ "żirkonja." Aktar tard, fl-1824, il-kimiku Svediż Jöns Jacob Berzelius ipproduċa l-ewwel żirkonju metalliku, iżda ma kienx qabel l-1925 li żirkonju metalliku pur u duttili nkiseb tassew.
Il--Griż tal-fidda "Kollox-Rounder"
Żirkonju metalliku pur huwa fidda tleqq-solidu griż li jixbah l-azzar fid-dehra. Il-punt tat-tidwib tiegħu huwa għoli daqs 1,855 grad, u l-punt tat-togħlija tiegħu jilħaq 4,409 grad - li jfisser li f'temperaturi fejn il-biċċa l-kbira tal-metalli ilhom imdewweb, iż-żirkonju jibqa' ma jċedix.
Żirkonju jiftaħar tliet talenti notevoli:
L-ewwel, ir-reżistenza għall-korrużjoni "invulnerabbli" tagħha. Iż-żirkonju huwa eċċezzjonalment reżistenti għall-biċċa l-kbira ta 'l-aċidi, l-alkali u l-ilma baħar, b'soluzzjonijiet ta' l-ilma ta 'aċidu u alkali ordinarji bilkemm kapaċi jissadduh. Din il-proprjetà tagħmilha materjal ideali għal tagħmir kimiku - reatturi, pompi reżistenti għall-aċidu-, tubi tal-iskambjatur tas-sħana, valvi - kull fejn tkun meħtieġa reżistenza għall-korrużjoni, spiss jinstab iż-żirkonju.
It-tieni, il-kapaċità tagħha li jassorbi l-gass-"akkomodanti". Meta jissaħħan, iż-żirkonju jista 'jassorbi kwantitajiet kbar ta' ossiġnu, idroġenu, nitroġenu u gassijiet oħra. Biss 100 gramma ta 'żirkonju metalliku jistgħu jassorbu 817 litru ta' idroġenu f'200 grad. Din il-karatteristika hija utilizzata b'mod għaqli fl-industrija tal-vakwu elettriku - iż-żirkonju huwa miksi fuq l-anodi tat-tubi tal-elettroni biex jassorbi gassijiet residwi, u jipproduċi tubi tal-vakwu għoli-.
It-tielet, "Midas touch" tagħha fil-liga. Iż-żirkonju huwa mfaħħar bħala l-"vitamina" tal-industrija metallurġika - li żżid biss ammont żgħir jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet tal-materjal. Iż-żieda ta '-elf ta' żirkonju mal-azzar ittejjeb ħafna s-saħħa u l-ebusija tiegħu, u tagħmel l-azzar tal-armatura li fih iż-żirkonju-materjal importanti għall-manifattura ta 'tankijiet u pjanċi bulletproof. Iż-żieda ta 'daqsxejn ta' żirkonju mar-ram tista 'tgħolli l-punt tat-tidwib tiegħu mingħajr ma tikkomprometti l-konduttività elettrika, u tagħmilha adattata ħafna għal linji tal-enerġija ta' vultaġġ għoli -.
Il-"Numru Wieħed Metal" ta 'l-Età Nukleari
Jekk dawn ta 'hawn fuq huma sempliċement "linji tal-ġenb" taż-żirkonju, allura l-"okkupazzjoni ewlenija" tagħha hija 足以 trasformattiva għall-pajsaġġ tal-enerġija umana.
Dak li jagħmel il-ligi taż-żirkonju l-materjal strutturali tal-qalba tar-reatturi nukleari huwa karatteristika paradossali iżda kruċjali - crosssection ta' assorbiment tan-newtroni termali estremament baxx-. F'termini sempliċi, in-newtroni prodotti mill-fissjoni nukleari huma l-"xrar" li jsostnu r-reazzjoni katina, iżda l-biċċa l-kbira tal-metalli jassorbu n-newtroni bħal sponża li tixrob l-ilma, u b'hekk tinterrompi r-reazzjoni. Iż-żirkonju, madankollu, huwa eċċezzjoni - jassorbi ftit newtroni, filwaqt li fl-istess ħin jiflaħ il-korrużjoni minn -temperatura għolja, ilma bi pressjoni għolja- fi 300–400 grad u jżomm kompatibilità tajba mal-fjuwil nukleari.
Hija preċiżament din il-kombinazzjoni ta' vantaġġi li tippermetti li l-ligi taż-żirkonju jiġu ffabbrikati f'tubi twal u irqaq-b'ħitan, li jġorru gerbub tal-fjuwil tad-dijossidu tal-uranju u jservu bħala l-ewwel barriera ta' sikurezza ta' reattur nukleari. Huwa stmat li sa 90% taż-żirkonju prodott globalment jintuża fis-settur tal-enerġija nukleari. Minn sottomarini nukleari għar-reattur "Hualong One", it-tubi tal-kisi tal-liga taż-żirkonju jibqgħu "armatura tal-fjuwil nukleari" indispensabbli.
