之前我们聊了钍元素,也就是钍反应堆,引起了大家的热议,今天我们再接再厉,来聊铷元素。
对于铷,很多人可能不太熟悉,出现的画面比较少。铷是一种稀有分散的碱金属元素,具有活性大,熔点低的特点,也是地球上所有已发现的元素中,具有较高正电性和最大光电效应的元素。铷的氢化物和硼化物可作为高能固体燃料,所以铷具有非常广泛的应用价值,尤其是在新能源领域,例如铷太阳能光伏电池、铷磁流体发电、热离子转换发电、铷离子推动发动机等方面,所以铷也被誉为第五代能源和新材料。
年4月,广东省矿业协会信息发布会上宣布,在广东河源市龙川麻布岗镇天堂山探明了一个超大型独立铷矿床,铷储量达17.5万吨,是迄今为止世界上探明的首个独立铷矿床,标志着我国矿藏取得了一个重大历史突破,也是继稀土之后,我国探明的又一个优势矿产。
在此此前,世界上还没有发现独立的铷矿床,各国的铷只能从伴生矿中提取,所以铷资源的稀缺、不易开采,成为铷产业发展的瓶颈。
当然,对于地大物博的中国来说,这并不是第一次发现铷资源。例如早在年,在河源市紫金县和梅州市蕉岭县也发现了铷矿产地,两处估算铷资源量达万吨以上,其中紫金县估算铷资源量万吨以上,还有全国各地近20个矿产中探明了近万吨的储量,但大多数都开采难度大。
而此次,在河源市龙川麻布岗镇探明的铷矿床,经多家研究机构选矿实验显示,属于罕见的“较易选易取”的铷矿床,所以具有巨大的应用价值。
前面我们说了,铷具有很强的化学活性和优异的光电效应性能,所以可用于自动控制、光谱测定或作为电子器件、分光光度计、雷达、彩色电视、电子钟、共振滤光器、激光器、特种玻璃、陶瓷等的重要制造原料,在航空航天、能源、生物医药、电子通信等国民经济的许多领域中有着重要应用。
以航空航天领域举例,年1月12日,我国在西昌卫星发射中心,用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”的方式成功发射了第二十六、二十七颗北斗导航卫星。
导航卫星中又一个关键的物件,也被称作心脏之一,它就是原子钟。高性能的卫星原子钟对导航精度起到重要作用,而这次北斗导航卫星上装载的就是我国自研的新一代铷原子钟。
原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备,技术门槛很高,其研发涉及到量子物理学、电学、结构力学等众多学科,目前国际上仅少数国家具有独立研制能力。原子钟的准确度可以达到数百万年,甚至数千万年误差不到一秒的程度。
星载原子钟主要分为氢原子钟、铷原子钟和铯原子钟三种,国际上,导航系统一般采用铷原子钟搭配铯原子钟或铷原子钟搭配氢原子钟的方案,随着我国航天事业的不断发展,铷元素也在发挥的巨大的作用。
我国自主研制的铷原子钟来自于中航天科工集团所,具有指标高、可靠性好、体积小等特点,而且实现了量产。
另外,随着5G时代的到来,对于铷原子钟也有了更大的需求,例如卫星导航、远程医疗、车联网等应用场景下,对时间的精准度有非常高的要求,这个时候铷原子钟就可以发挥作用了。
另外,铷和锂是姐妹元素,被称作碱金属姐妹,现如今锂作为新能源新材料已得到广泛应用,而铷也有很多相似的特性,所以铷极有可能成为一种新型的战略资源。甚至,铷很有可能继稀土之后,给人类带来新一轮新能源、新材料的革命。
不过说到稀土,当年我们吃了很多的亏,对稀土提纯技术不够重视,导致不断向国外出口稀土原料,然后却花费成败上千倍的价格再买回来提纯后的高纯度产品。所以,这次一次对于铷的开发和利用,专家建议一定要做到早研究、早规划、早利用,避免在稀土上出现的情况。
现如今,铷已经在新材料、新医药、催化剂、环保、国防军工、航天航空、信息产业、生活民用等方面发挥着巨大的作用,虽然暂时还没能完全发挥出它的潜能,但未来我国将会继续围绕铷进行产业链的发展和布局,争取更好的利用这种战略性新兴材料。
大家一定都明白资源的重要性,例如煤炭、石油、金属矿藏等资源都是不可再生的,所以如何有效的利用资源,是非常重要,虽然暂时对我们当下好像没有太多关系,但是会对我们后代的生活产生巨大的影响。所以不断地发现战略性资源的同时,发展出相关完善的产业链,做好实际应用,对于我国的平稳发展来说,是非常重要的。民以食为天,人需要吃东西才能活着,同理,能源也是一个国家的根本。