第三百八十章:完成稀有金屬的冶煉

　　一份份的礦石從韓元的手中進入破碎機，轉而變成碎石，再通過碾磨機變成粉末，進入攪拌機中。

　　從小河中抽取出來的大量河水進入攪拌機中和礦粉融合，變成礦漿。

　　而經過初步融合的礦漿進一步被運送到一個大型礦池中存儲起來，里面會依次投入之前制備好的‘浮選液’。

　　部署在礦池上面的攪拌工具猶如風扇的葉片一樣，不斷的攪動著礦池里面的礦漿，讓礦漿和浮選液充分融合并發揮作用。

　　經過融合攪拌的礦漿表面浮起了無數大大小小的泡沫，就像摻雜著肥皂水一樣。

　　而這些經過處理后的礦漿，會被抽取出來，再次經過分離、沉積、添入靜置液等材料，存放到另外一個礦池中，等待沉淀。

　　經過一輪沉淀過后，沉淀在底部的那些礦土，就是含有稀有金屬的精礦了。

　　鏟出來晾干后，就可以裝到飛行器上運送回亞馬遜雨林基地了。

　　在那里，這些精選的礦土將會變成一種種不同的稀有金屬，豐富他的儲備材料種類。。

　　花費了接近一周的時間，韓元將這些收集的稀土礦全部精選了一次。

　　精選出來的礦土并不是很多，總共加起來也只有三點七噸，相當于需要十五噸的原礦才能提煉出一噸的精礦。

　　而且在這提煉的三點七噸精礦中，其中的稀有金屬含量應該還不到三百千克。

　　當然，這一部分是沒有包含那個風化殼淋積型稀土礦在內的。

　　離子吸附型稀土需要用另外一種方式來進行處理，韓元沒準備在華國這邊處理。

　　此外，離子吸附型礦土本身就屬于一種精礦，只是它的冶煉方式比較特別而已。

　　這種礦土韓元采集的也并不多，總量沒超過三噸，畢竟這是一個富礦，用作收集標本完成‘資源收集’任務并不需要太多的稀有金屬。

　　三噸的離子吸附型稀土再加上三點七噸的精選礦土，加一起也沒有超過七噸，在飛行器的承載范圍之內，能一次性將其全部運走。

　　完成稀土礦的精選后，韓元并沒有在國內停留太久。

　　在確認小七能穩定的掌控航天飛機的發射以及監控那片蟲巢后，他便帶著精選礦土和四小家伙們返回了亞馬遜雨林基地。

　　雖然在泰山基地的時候有管家小七照料日常生活，日子過的很舒適。

　　但哪里畢竟不是一個完整的基底，面積不夠大,

　　缺少了很多工業設備,

　　很多實驗都沒法做。

　　而在亞馬遜雨林這邊,

　　他在這生活了六七年了，對于這邊的情況更加熟系，呆著也更加自然。

　　從國內采集運回來的精選礦土第一時間就被韓元冶煉出來了。

　　這一次出去收集并提煉出來的稀有金屬雖然在重量上都不多,

　　少的還不到一千克，但卻讓‘資源收集’任務漲了不少。

　　而且他還有從風化殼淋積型稀土礦中采集的離子吸附型稀土沒有冶煉的。

　　如果離子吸附型稀土也冶煉出來,

　　里面包含的數種稀土還能給他增加不少進度。

　　將離子吸附性稀土中的稀有金屬冶煉出來后,

　　資源收集的兩個任務之一就差不多了。

　　剩下的時間里面,

　　他需要動手完成另外一個基礎要求。

　　“冶煉合成出三種非自然元素。”

　　這是資源收集任務中的另一個條件，需要他人工合成三種非自然元素。

　　好在這個任務要求可以用同位素或者同素異形體之類東西來完成。

　　否則韓元還真不知道這個任務該怎么做。

　　人工合成非自然元素,

　　在絕大部分人眼中，這已經是人類的頂級的科技了。

　　一般而言，人造元素都是使用粒子加速器或者核反應堆通過一定的核反應而生成,

　　普通的手段根本就沒用。

　　人工合成非自然元素的關鍵是用某種元素的原子核作為“炮彈”來轟擊另一種元素的原子核。

　　當它的能量足以“擊穿”原子核的外殼并熔合成新核時,

　　質子數改變,

　　新元素也就產生了。

　　兩種元素質子數的改變嚴格地遵從加法原則,

　　就像112一樣。

　　但人工合成非自然元素可比做數學題難多了。

　　在十九世紀的時候，居里夫人的女兒第一次找到了讓原子做“加法”的辦法。

　　當時,

　　她在巴黎的鐳學研究院里工作，通過研究發現，放射性元素‘釙’的原子核,

　　在進行裂變的時候，會以極高的速度射出它的碎片——‘氦原子核’。

　　而在氦原子核里,

　　含有2個質子，居里夫人的女兒用‘氦碎片’作為炮彈,

　　去向金屬鋁板“開火”。

　　于是，人類史上最偉大的奇跡之一出現了。

　　被轟擊的鋁竟然變成了磷！

　　是一種金屬；磷，是一種非金屬。

　　鋁為什么會變成磷？

　　用原子“加法”一算，事情就很簡單。

　　鋁是元素周期表中的13號元素，它的原子核中含有13個質子。

　　當‘氦原子核碎片’以極高的速度向它沖來時，它就吸收了氦原子核。

　　而氦核中含有2個質子。13215于是，形成了一個含有15個質子的新原子核。

　　元首周期表中，第15號元素,

　　正是磷。

　　在數學上做加法很容易，但實現核反應生成新元素卻很難。

　　因為無論是哪一種方式，都要有昂貴的特殊實驗裝置（如回旋加速器或者核反應堆）以及高超的實驗技術。

　　這些都是處在人類科技金字塔頂尖的東西。

　　即便是對于韓元來說，要想制造出地球上沒有的人工元素,

　　在沒有粒子加速器以及核反應堆的情況下也很難做到。

　　但任務要求也并非嚴格限定了人工合成的元素一定要是是人造元素。

　　冶煉合成出三種非自然元素，在非自然元素中，除了那些通過粒子加速器或者核反應堆制造出來的人造元素外，還有另外兩種東西。

　　同位素和同素異形體。

　　元素周期表上，一共有118種元素，所有的元素在自然界中都有同位素，只不過其中有大約20種元素沒有穩定的同位素。

　　而資源收集任務中的冶煉合成出三種非自然元素雖然可以用同位素和同素異形體來作為目標，但要求是自然界沒有的。

　　相對比使用粒子加速器來合成三種全新的元素材料，合成同位素和同素異形體顯然難度低一些。

　　當然，這個難度是相對而言的，僅僅是對于目前的韓元來說的。

　　對于已經掌握了大型粒子加速器的人類來說，其實利用原子核相撞合成三種全新的元素材料和制造同位素其實都不難。

　　其實元素周期表上，從95號元素镅開始，后續一直到118號元素‘氣奧’，基本都是人工合成的。

　　當然，這并不是指這些元素在大自然中就沒有，而是因為這些元素都是放射性元素，衰變周期很短,

　　從自然環境中基本無法收集到足夠多的材料用于研究。

　　而制造同位素則更簡單了。

　　同位素是具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一。

　　同位素在元素周期表上并不占據位置,

　　也就是話說,

　　同位素和本素占有同一位置。

　　兩者間的化學行為幾乎相同，但原子量或質量數不同，從而其質譜行為、放射性轉變和物理性質有所差異。

　　比如氮的同位素在氣態下的擴散速度和方式就略有差別，有些擴散的快，有些擴散的慢，甚至它們在不同的介質中，表現出來的形態也有些不一樣。

　　相對于一種全新的元素來說，同位素和同素異形體在科技方面的應用度更高。

　　比如碳14，因為帶有微弱的輻射，所以廣泛被用于做標記元素。

　　又或者一些帶有強放射性的同位素，可以被用于醫療上，無論是化療還是其他的治療手段，都離不開這些人工合成出來的同位素。

　　至于這次如何完成制取三種非自然元素，韓元早就已經思慮安排過了。

　　這一次他將一種同位素和兩種同素異形體。

　　同位素是鋰的同位素li8，而同素異形體則是碳和鎳。

　　這三種東西，都是后面他需要用到的東西。

　　很重要。

　　所以趁著第二年還有一些時間，韓元準備將后續任務需要用到的一些材料先進行研發出來。

　　同位素選擇鋰，是因為它是用來制備鋰空氣電池的關鍵材料。

　　鋰元素在自然界有li6和li7兩種穩定同位素。

　　核外電子構型都為251，相對原子質量分別為6和7，是最輕的金屬。

　　這兩種穩定的同位素共同組合成了金屬鋰。

　　而他選擇制備的鋰同位素是li8，這是制備鋰空氣電池的關鍵材料。

　　相對比他之前研發的鋰硫電池來說，鋰空氣電池的性能更加優異，能儲密度更高。

　　這種使用鋰同位素li8制造的鋰空氣電池可不是小島國研究的那種廢物。

　　而是中級電能應用知識信息中的東西。

　　鋰空氣電池的一大難點是正極蓄積固體反應生成物，阻隔了電解液與空氣的接觸，導致停止放電等問題。

　　而鋰同位素li8制成的鋰正極能完美的解決這個問題。

　　在有了高儲能的鋰硫電池的情況下，韓元之所以還要制造鋰空氣電池，是因為后面的智能機器人。

　　打造人工智能機器人和工業機器人是后面必須要做的一件事情。

　　不然后續的任務根本就沒法完成。

　　至于另外兩種同素異形體碳和鎳，則是解決材料問題的。

　　碳的同素異形體有很多。

　　金剛石、石墨、石墨烯、富勒烯、直鏈乙炔碳、無定形碳、碳納米管、纖維碳、碳納米泡沫等等。

　　這些都是碳的同素異形體。

　　他這次要制造的，是碳納米管和γ鎳。

　　碳納米管就不用多說了，作為一維納米材料，它的重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能，其廣闊的應用前景深如大海。

　　比如碳納米管可以制成透明導電的薄膜，用以代替ito（氧化銦錫）作為觸摸屏的材料。

　　不僅性能更優異，而且還不需要光刻、蝕刻和水洗的制程，節省大量水電的使用，環保節能。

　　此外，碳的同素異形體碳納米管和石墨烯也是制備碳基芯片的核心材料之一。

　　其實碳的同素異形體碳納米管和石墨烯可以說是一種東西，因為碳納米管可以看做是石墨烯片層卷曲而成。

　　只不過將石墨烯片層卷曲成碳納米管的要求和條件很高。

　　不得不說的是，碳這種東西簡直是一個巨大的寶藏。

　　傳感器、晶體管、柔性顯示屏、儲能（新能源電池、儲氫）、過濾（海水淡化）、航空航天等等幾乎人類科技的所有方方面面和角落都可以用到。

　　至于γ鎳，這是鎳的一種同素異形體，是制造可控核聚變以及核電池的一種關鍵材料，被叫做伽馬鎳或者妖鎳，

　　當然，妖鎳這個名字是華國人獨有的稱呼。

　　其原因來自于γ字母，這個希臘字母，雖然讀做“伽馬”，但看著很像漢字拼音中的y，再加上以前的鎳掀起過一陣風波，所以被稱為‘妖鎳’。

　　眾所周知，核聚變是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核，并釋放出能量的過程。

　　人類目前研究的可控核聚變有三種，分別是氘和氚聚變、氘和氦3聚變、氦3和氦3聚變。

　　其中氘和氚聚變是“第一代”聚變，也被稱為dt核聚變，他從泰山基地前任宿主哪里得到且正在學習的可控核聚變資料就是這種。

　　氘和氚聚變的優點是燃料便宜，缺點是有中子，而中子是有輻照的。

　　在聚變過程中，釋放出來的中子會對材料造成破壞，不僅僅是對材料晶體之間的化學鍵破壞，更有最純粹的物理結構破壞。

　　簡單的來說，就是被中子流擊中過后，基本上絕大部分的材料都會脆化，弱化，結構破壞，嚴重的稍稍用手一搓，就會變成一堆渣渣粉末。

　　這也是可控核聚變中極難解決的一個問題。

　　而γ鎳，就是解決這個問題的基礎材料之一。

　　這也是韓元選擇制造γ鎳、碳納米管以及li8來完成資源收集中冶煉合成三種非自然元素的原因。

　　它們都是后面必須要用到的材料。

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