從礦物--鋯石中提取的金屬鋯可能并不為人所知，但其卓越的特性使它在核電、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域不可或缺。自古以來，鋯石--這個(gè)詞據(jù)說起源于波斯語的zargun，意思是類似黃金--一直被用于珠寶和裝飾品。

國際原子能機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)布了《鋯的冶金學(xué)》，這是一本三卷本的出版物，全面介紹了這種金屬、其提取、特性和在核能中的應(yīng)用。以下是關(guān)于鋯的五個(gè)有趣的事實(shí)。

1. 鋯是一種有光澤的銀灰色金屬

它有很強(qiáng)的延展性，極耐腐蝕和耐熱。它在元素周期表中的符號是Zr，其原子序數(shù)是40。它的熔點(diǎn)為1855攝氏度(℃)，沸點(diǎn)為4409℃，不受酸、堿或海水的腐蝕。

2. 鋯石這種礦物在地球表面的分布比較廣泛

鋯主要是從礦物鋯中提取的，而礦物鋯通常存在于沿海水域的沙子中。該礦物并不包含在集中的礦床中，而是廣泛地分散在地面內(nèi)。今天，鋯的主要生產(chǎn)國包括澳大利亞、中國、印度尼西亞、南非和烏克蘭。在地球之外，該元素已在恒星(包括太陽)和月球巖石中被發(fā)現(xiàn)。

3. 鋯是在1789年發(fā)現(xiàn)的

德國化學(xué)家Martin Klaproth在一塊從斯里蘭卡帶來的鋯石中發(fā)現(xiàn)了鋯。純鋯--未與其他元素混合或合金的金屬--于1925年首次生產(chǎn)。但直到20世紀(jì)40年代末，它才被廣泛用于工業(yè)，成為用于生產(chǎn)核能的重要工程材料。

4. 鋯主要用于核電

鋯在核能生產(chǎn)中是不可缺少的，特別是作為核反應(yīng)堆內(nèi)長圓柱形燃料棒的包層。鋯是包圍鈾丸的最佳材料有幾個(gè)原因：這種金屬特別耐腐蝕和耐高溫，而且它吸收核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的中子非常少。后者對于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在反應(yīng)堆堆芯內(nèi)有效運(yùn)行并維持能源生產(chǎn)至關(guān)重要。

通過包覆鈾燃料，鋯還有助于保護(hù)冷卻劑(通常是流經(jīng)反應(yīng)堆核心的水)免受污染。據(jù)估計(jì)，世界上生產(chǎn)的鋯多達(dá)90%被用于核電。

核反應(yīng)堆中的燃料棒主要由鋯合金制成。這些長長的金屬管中含有可裂變材料的顆粒，通常是氧化鈾顆粒。(圖片: IAEA)

5. 雖然大多數(shù)鋯被用于核領(lǐng)域，但它并不限于此

由于對許多酸和堿的腐蝕具有極大的抵抗力，它被廣泛用于化學(xué)工業(yè)中。鋯化合物被用于陶瓷、磨料、燈絲、噴氣發(fā)動機(jī)和航天飛機(jī)部件。在醫(yī)療領(lǐng)域，二氧化鋯，也被稱為氧化鋯，由于其生物相容性和耐久性，被用作牙科和外科植入物的材料。氧化鋯還被用作寶石--立方氧化鋯--一種合成材料，可以替代鉆石和其他寶石。