工業如何製取氘化鋰

Ⅰ 關於化學元素鋰的趣談

小說首頁>>不入流之我的游戲規則>>作品相關>>鋰元素——一把雙刃劍[作者：狂濤]

鋰元素是1817年被瑞典年青的化學家阿爾費德森（Arfvedson J.A.1792—1841）年發現的。當時25歲的阿爾費德森在瑞典著名的化學家貝齊里烏斯（Berzelius J.J. 1779—1848）的實驗室工作，他在分析從攸桃島採集的透鋰長石時，發現礦石的組成成分總重量為97％，缺少3％，這使他考慮到在這種礦石中含有某種未知的新元素而沒能被分析出來。在進一步分析研究後，他發覺這種礦石所形成的硫酸鹽的性質與鉀和鈉的硫酸鹽不同，他利用新金屬硫酸鹽與鉀和鈉的硫酸鹽在水中的溶解度不同，首先分離出這種新金屬的硫酸鹽。

鋰是自然界里被發現的第三個鹼金屬元素，因為鋰是從礦石中被發現的，它不同於鉀和鈉是從植物體中發現的，希臘文稱石頭為Lithos，所以貝齊里烏斯把這種新金屬稱為Lithium，化學符號Li，中譯名為鋰。

鋰的單質鋰是受控熱核聚變的材料，在原子能工業中倍受青睞，是重要的戰略物資。1kg鋰通過熱核反應放出的能量相當於燃燒2萬多噸優質煤，比1kg鈾通過裂變產生的原子能大10倍。我國爆炸成功的第一顆氫彈裝的就是氘化鋰，1kg氘化鋰的爆炸力相當於5萬噸烈性梯恩梯炸葯。用鋰製造的超輕合金強度大，塑性好，不怕低溫和高速粒子的沖擊，用在火箭和宇宙飛船上，大大降低質量，減少燃料消耗。鋰電池是一種性能可靠，質量輕，體積小，壽命長的高能電池，用它製成的心臟起博器植入人體後可以使用15年，而過去使用的汞電池僅能維持15個月。鋰電池給全世界上百萬的心臟病患者帶來了新生。由鋰的標准電極電勢看，它是一種很活潑的金屬，但在鹼金屬中它是最不活潑的。

鋰陶瓷，顧名思義，含有鋰元素的各種陶瓷。因為它們和核武器以及核聚變能緊密地聯系在一起，從上個世紀80年代開始，人們開始廣泛、深入地研究這類陶瓷。經過中子輻照的鋰陶瓷可以產生在自然界中不能穩定存在的氚。氘和氚在極端的高溫條件下發生的非控核聚變反應就是人們熟知的氫彈和中子彈中的基本反應，而受控的核聚變反應則被認為是人類未來取之不盡，用之不及竭的清潔能源。

如果從80年代前後算起，人類從地球開發的石油大約是600億噸，以這樣的速度開采，剩下的石油還能保證人類使用44年。天然氣也只能持續開采56年，煤炭資源也會在不長的時間里消耗殆盡。因此，人類不得不向大自然索取新的能源，聚變能並是人們找到的答案。

我們知道，目前的核電站都是利用核裂變而發電的。然而，核裂變產生的巨大能量，還遠遠比不上核聚變。裂變堆的核燃料蘊藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，而且遺害千年的廢料也很難處理，聚變能則是一種無限的、清潔的、安全的能源。天然存在於海水中的氘有45億噸，把海水通過核聚變轉化為能源，按目前世界能源消耗水平，可供人類用上億年。地球上的鋰所產生的氚足夠人們用上1萬年～2萬年。這就是為什麼世界各國，尤其是發達國家不遺餘力，競相研究、開發聚變能的原因所在。

核聚變發生的溫度達到近億度，原子彈爆炸時可以達到這個溫度。用核聚變原理造出來的氫彈就是靠先爆發一顆核裂變原子彈而產生的高熱使氫彈『點火『並得以爆炸的。但是，變為人類社會日常所需的電力，則需要緩緩釋放核聚變所產生的能量。激光技術可以解決為核聚變反應堆『點火『的難題，世界上最大的激光輸出功率足以產生幾兆度的高溫，是太陽內部溫度的10倍以上，並已實現了幾個兆瓦的電力輸出。

目前，各國都在競相開發核聚變發電廠，科學家們估計，到2025年以後，核聚變發電廠有可能投入商業運營。2050年前後，受控核聚變發電將被人們廣泛應用。人類未來將從『石油文明『走向『核能文明『。 可以預見，不久的將來，核聚變能造福人類定會夢想成真。那時，鋰陶瓷將成為能源領域的明星，造福人類的功臣。

Ⅱ Li的物理性質

鋰，原子序數3，原子量6.941，是最輕的鹼金屬元素。
金屬鋰為一種銀白色的輕金屬；熔點為180.54°C，沸點1342°C，密度0.534克/厘米³，硬度0.6。金屬鋰可溶於液氨。
鋰與其它鹼金屬不同，在室溫下與水反應比較慢，但能與氮氣反應生成黑色的一氮化三鋰晶體。鋰的弱酸鹽都難溶於水。在鹼金屬氯化物中，只有氯化鋰易溶於有機溶劑。鋰的揮發性鹽的火焰呈深紅色，可用此來鑒定鋰。

鋰很容易與氧、氮、硫等化合，在冶金工業中可用做脫氧劑。鋰也可以做鉛基合金和鈹、鎂、鋁等輕質合金的成分。鋰在原子能工業中有重要用途。

Ⅲ 氘水這種化工原料，為啥會成為製造核彈的戰略物質

二戰中德國原子彈研究失敗的原因，有兩個著名的迷案，一個是“海森堡之謎”，也就是德國當時的原子彈研製負責人，偉大的量子力學締造者之一的海森堡到底是故意算錯了鈾的比例還是真的算錯了，這個可能在無法了解真相！除此外，還有另一個謎案，1940年德國在挪威的重水工廠被英國“紅魔”特種部隊炸上了天！

氚的成本大約是3000萬美元/千克，因此在商業核聚變堆中，也可以用氚氘反應的多餘中子轟擊鋰-6來產生氚來自持！不過到現在為止，ITER還在為商業化聚變堆努力，至於自持現在看來還不是特別重要，未來如果能實現商業化後，那麼自持產生氚的反應必定會提上日程，否則氚實在是太貴了。

這就是重水和超重水兩種物質在人類核能利用道路上的重要作用！

Ⅳ 製取氚的詳細方法

從以下三個方面進行不同方法的製取，如下：

1、氚在自然界中存在極微，一般從核反應製得，用中子轟擊鋰可產生氚。

2、在工業上，利用反應堆的中子，採用鋰6化合物做靶材，生產氚，然後利用熱擴散法，使氚富集至99%以上。

3、而自然界中的氚，是當宇宙射線所帶的高能量中子轟擊氘核，其氘核與中子結合為氚核。

它的原子核由一顆質子和二顆中子組成。讀音：chuān

(4)工業如何製取氘化鋰擴展閱讀：

主要用途：

利用反應堆的中子，採用氟化鋰、碳酸鋰或鋰鎂合金做靶材，能大量生產氚。

Li+n→4He+H3然後利用熱擴散法，使氚富集至99%以上。氚主要用於熱核武器、科學研究中的標記化合物，製作發光氚管，還可能成為熱核聚變反應的原料。

在地球的自然界中，相比一般的氫氣，氚的含量極少。氚的產生是當宇宙射線所帶的高能量中子擊氘核，其氘核與中子結合為氚核。氚與氘一樣，都是製造氫彈的原料。

特點：氚具有適宜的核物理性質，並具有價廉、毒性較低、比活度較高和放射自顯影良好等優點。

民用用途：氚氣手錶，氚氣鑰匙鏈。24小時發光

網路—氚

Ⅳ 氘怎麼從大海里提取

只能是理論上說一說，實際上目前還辦不到。
氘和氚都是氫的同位素，由氘和氚與氧組成的也是水，但叫重水。海水中氘的含量為十萬分之三，即1升海水中含有0.03克氘。地球上海水的總體積為13.7億立方公里，所以海水中總共含有40萬億噸的氘。
但要把氘從海水中提取出來是非常困難的。
首先是製取重水。重水也是水，與普通的水化學性質完全相同，只是物理性質稍有不同。比如，普通水的密度為1克/厘米＾3，而重水的密度為1.056克/厘米＾3；普通水的沸點為100℃，重水的沸點為101.42℃；普通水的冰點為0℃，重水的冰點為 3.8℃；普通水很容易被電解為氫和氧，而重水很難被電解。此外，普通水能夠滋養生命，培育萬物，而重水則不能使種子發芽。人和動物若是喝了重水，還會引起死亡。
在工業上，通常是利用普通水與重水的沸點差和電解性質不同來製取重水。就是反復蒸發或電解水，最後剩下的就是高濃度的重水了，然後再電解，就可以製得氘。
但目前也只是為核電站製取重水，用來製造重水型反應堆（現在這種反應堆已經淘汰了），還沒有用此方法製取氘。主要是工藝技術還不成熟，能耗也太高，不合算。

Ⅵ 核武器是誰製造的

核武器的出現，是20世紀40年代前後科學技術重大發展的結果。1939年初，德國化學家O.哈恩和物理化學家F.斯特拉斯曼發表了鈾原子核裂變現象的論文。幾個星期內，許多國家的科學家驗證了這一發現，並進一步提出有可能創造這種裂變反應自持進行的條件，從而開辟了利用這一新能源為人類創造財富的廣闊前景。但是，同歷史上許多科學技術新發現一樣，核能的開發也被首先用於軍事目的，即製造威力巨大的原子彈，其進程受到當時社會與政治條件的影響和制約。從1939年起，由於法西斯德國擴大侵略戰爭，歐洲許多國家開展科研工作日益困難。同年9月初，丹麥物理學家N.H.D.玻爾和他的合作者J.A.惠勒從理論上闡述了核裂變反應過程，並指出能引起這一反應的最好元素是同位素鈾235。正當這一有指導意義的研究成果發表時，英、法兩國向德國宣戰。1940年夏，德軍佔領法國。法國物理學家J.-F.約里奧-居里領導的一部分科學家被迫移居國外。英國曾制訂計劃進行這一領域的研究，但由於戰爭影響，人力物力短缺，後來也只能採取與美國合作的辦法，派出以物理學家J.查德威克為首的科學家小組，赴美國參加由理論物理學家J.R.奧本海默領導的原子彈研製工作。
在美國，從歐洲遷來的匈牙利物理學家齊拉德·萊奧首先考慮到，一旦法西斯德國掌握原子彈技術可能帶來嚴重後果。經他和另幾位從歐洲移居美國的科學家奔走推動，於1939年8月由物理學家A.愛因斯坦寫信給美國第32屆總統F.D.羅斯福，建議研製原子彈，才引起美國政府的注意。但開始只撥給經費6000美元，直到1941年12月日本襲擊珍珠港後，才擴大規模，到1942年8月發展成代號為「曼哈頓工程區」的龐大計劃，直接動用的人力約60萬人，投資20多億美元。到第二次世界大戰即將結束時制
向世人揭示全球核武器爆炸解禁照(10張)
成3顆原子彈，使美國成為第一個擁有原子彈的國家。製造原子彈，既要解決武器研製中的一系列科學技術問題，還要能生產出必需的核裝料鈾235、鈈239。天然鈾中同位素鈾235的豐度僅0.72%，按原子彈設計要求必須提高到90%以上。當時美國經過多種途徑探索研究與比較後，採取了電磁分離、氣體擴散和熱擴散三種方法生產這種高濃鈾。供一顆「槍法」原子彈用的幾十千克高濃鈾，是靠電磁分離法生產的。建設電磁分離工廠的費用約3億美元（磁鐵的導電線圈是用從國庫借來的白銀製造的，其價值尚未計入）。鈈239要在反應堆內用中子輻照鈾238的方法製取。供兩顆「內爆法」原子彈用的幾十千克鈈239，是用3座石墨慢化、水冷卻型天然鈾反應堆及與之配套的化學分離工廠生產的。以上事例可以說明當時的工程規模。由於美國的工業技術設施與建設未受到戰爭的直接威脅，又掌握了必需的資源，集中了一批國內外的科技人才，使它能夠較快地實現原子彈研製計劃。
德國的科學技術，當時本處於領先地位。1942年以前，德國在核技術領域的水平與美、英大致相當，但後來落伍了。美國的第一座試驗性石墨反應堆，在物理學家E.費密領導下，1942年12月建成並達到臨界；而德國採用的是重水反應堆，生產鈈239，到1945年初才建成一座不大的次臨界裝置。為生產高濃鈾，德國曾著重於高速離心機的研製，由於空襲和電力、物資缺乏等原因，進展很緩慢。其次，A.希特勒迫害科學家，以及有的科學家持不合作態度，是這方面工作進展不快的另一原因。更主要的是，德國法西斯頭目過分自信，認為戰爭可以很快結束，不需要花氣力去研製尚無必成把握的原子彈，先是不予支持，後來再抓已困難重重，研製工作終於失敗。
胖子（投向長崎的原子彈）
1945年5月德國投降後，美國有不少知道「曼哈頓工程」內幕的人士，包括以物理學家J.弗蘭克為首的一大批從事這一工作的科學家，反對用原子彈轟炸日本城市。當時，日本侵略軍受到中國人民長期抗戰的有力打擊，實力大大削弱。美、英在太平洋地區的進攻，又幾乎全部摧毀日本海軍，海上封鎖使日該國內的物資供應極為匱泛。二戰通過硫磺島一戰，美國估計要徹底打垮日本，在日本本土登陸，至少還要付出100萬美軍的犧牲。
這樣沉重的包袱美國背不起。也不想背，用原子彈是最好的方式。
美國於8月6日、9日先後在日本的廣島和長崎投下了僅有的兩顆原子彈，代號分別為「小男孩」和「胖子」。（史料記載，美國在日本投下的原子彈有3顆，實際爆炸的是小男孩 和胖子 ，這場人類有史以來的巨大災難，造成了10萬余日本平民死亡和8萬多人受傷。原子彈的空前殺傷和破壞威力，震驚了世界，也使人們對以利用原子核的裂變或聚變的巨大爆炸力而製造的新式武器有了新的認識。第3顆因為技術原因沒能爆炸，被日軍回收，原本日本也要發展原子彈，但研究設施在美軍轟炸中毀壞，於是把原子彈以一定條件轉讓給蘇聯，蘇聯根據這顆原子彈的設計在短時間內設計出了蘇聯的第一顆原子彈）
蘇聯在1941年6月遭受德軍入侵前，也進行過研製原子彈的工作。鈾原子核的自發裂變，是在這一時期內由蘇聯物理學家Г。Н.弗廖羅夫和Κ。А.佩特扎克發現的。衛國戰爭爆發後，研製工作被迫中斷，直到1943年初才在物理學家И。В.庫爾恰托夫的組織領導下逐漸恢復，並在戰後加速進行。1949年8月，蘇聯進行了原子彈試驗。1950年1月，美國總統H.S.杜魯門下令加速研製氫彈。1952年11月，美國進行了以液態氘為熱核燃料的氫彈原理試驗，但該實驗裝置非常笨重，不能用作武器。1953年8月，蘇聯進行了以固態氘化鋰6為熱核燃料的氫彈試驗，使氫彈的實用成為可能。美國於1954年2月進行了類似的氫彈試驗。英國、法國先後在50和60年代也各自進行了原子彈與氫彈試驗。中國在開始全面建設社會主義時期，基礎工業有了一定的發展，即著手准備研製原子彈。1959年開始起步時，國民經濟發生嚴重困難。同年6月，蘇聯政府撕毀中蘇在1957年10月簽訂的關於國防新技術協定，隨後撤走專家，中國決心完全依靠自己的力量來實現這一任務。中國首次試驗的原子彈取"596"為代號，就是以此激勵全國軍民大力協同做好這項工作。1964年10月16日，首次原子彈試驗成功。經過兩年多，1966年12月28日，小當量的氫彈原理試驗成功；半年之後，於1967年6月17日成功地進行了百萬噸級的氫彈空投試驗。中國堅持獨立自主、自力更生的方針，在世界上以最快的速度完成了核武器這兩個發展階段的任務。

Ⅶ 有沒有製取D2O的實驗室製法

重水可以通過多種方法生產。最初的方法是用電解法，因為重水無法電解，這樣可以從普通水中把它分離出來。還有一種簡單方法是利用重水沸點高於普通水通過反復蒸餾得到。後來又發展了一些其他較佳的方法。

然而只有兩種方法已證明具有商業意義：水——硫化氫交換法(GS法)和氨——氫交換法。

GS法是基於在一系列塔內(通過頂部冷和底部熱的方式操作)水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法。在此過程中，水向塔底流動，而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環。使用一系列多孔塔板促進硫化氫氣體和水之間的混合。在低溫下氘向水中遷移，而在高溫下氘向硫化氫中遷移。氘被濃縮了的硫化氫氣體或水從第一級塔的熱段和冷段的接合處排出，並且在下一級塔中重復這一過程。最後一級的產品(氘濃縮至高達30%的水)送入一個蒸鎦單元以制備反應堆級的重水（即99．75％的氧化氘）。

氨——氫交換法可以在催化劑存在下通過同液態氨的接觸從合成氣中提取氘。合成氣被送進交換塔，而後送至氨轉換器。在交換塔內氣體從塔底向塔頂流動，而液氨從塔頂向塔底流動。氘從合成氣的氫中洗滌下來並在液氨中濃集。液氨然後流入塔底部的氨裂化器，而氣體流入塔頂部的氨轉換器。在以後的各級中得到進一步濃縮，最後通過蒸餾生產出反應堆級重水。合成氣進料可由氨廠提供，而這個氨廠也可以結合氨——氫交換法重水廠一起建造。氨——氫交換法也可以用普通水作為氘的供料源。

利用GS法或氨——氫交換法生產重水的工廠所用的許多關鍵設備項目是與化學工業和石油工業的若干生產工序所用設備相同的。對於利用GS法的小廠來說尤其如此。然而，這種設備項目很少有「現貨」供應。GS法和氨——氫交換法要求在高壓下處理大量易燃、有腐蝕性和有毒的流體。因此，在制定使用這些方法的工廠和設備所用的設計和運行標准時，要求認真注意材料的選擇和材料的規格，以保證在長期服務中有高度的安全性和可靠性。規模的選擇主要取決於經濟性和需要。因而，大多數設備項目將按照用戶的要求製造。

最後，應該指出，對GS法和氨——氫交換法而言，那些單獨地看並非專門設計或製造用於重水生產的設備項目可以組裝成專門設計或製造用於生產重水的系統。氨——氫交換法所用的催化劑生產系統和在上述兩方法中將重水最終加濃至反應堆級所用的水蒸餾系統就是此類系統的實例。

專門設計或製造用於利用GS法或氨——氫交換法生產重水的設備項目包括如下：

1． 水——硫化氫交換塔

專門設計或製造用於利用GS法生產重水的、用優質碳鋼(例如ASTM A516)製造的交換塔。該塔直徑6米(20英尺)至9米(30英尺)，能夠在大於或等於2兆帕(300磅/平方英寸)壓力下和6毫米或更大的腐蝕允量下運行。

2． 鼓風機和壓縮機

專門為利用GS法生產重水而設計或製造的用於循環硫化氫氣體(即含H2S 70%以上的氣體)的單級、低壓頭(即0．2兆帕或30磅/平方英寸)離心式鼓風機或壓縮機。這些鼓風機或壓縮機的氣體通過能力大於或等於56米3/秒(120 000 標准立方英尺/分)，能在大於或等於1．8兆帕(260磅/平方英寸)的吸入壓力下運行，並有對濕H2S介質的密封設計。

3．氨——氫交換塔

專門設計或製造用於利用氨——氫交換法生產重水的氨——氫交換塔。該塔高度大於或等於35米（114．3英尺），直徑1．5米（4．9英尺）至2．5米（8．2英尺），能夠在大於15兆帕(2225磅/平方英寸)壓力下運行。這些塔至少都有一個用法蘭聯結的軸向孔，其直徑與交換塔筒體部分直徑相等，通過此孔可裝入或拆除塔內構件。

4． 塔內構件和多級泵

專門為利用氨——氫交換法生產重水而設計或製造的塔內構件和多級泵。塔內構件包括專門設計的促進氣/液充分接觸的多級接觸裝置。多級泵包括專門設計的用來將一個接觸級內的液氨向其他級塔循環的水下泵。

5． 氨裂化器

專門設計或製造的用於利用氨——氫交換法生產重水的氨裂化器。該裝置能在大於或等於3兆帕(450磅/平方英寸)的壓力下運行。

6． 紅外吸收分析器

能在氘濃度等於或高於90%的情況下「在線」分析氫/氘比的紅外吸收分析器。

7． 催化燃燒器

專門設計或製造的用於利用氨——氫交換法生產重水時將濃縮氘氣轉化成重水的催化燃燒器

Ⅷ 鋰是如何發現的

鋰是繼鉀和鈉後發現的又一鹼金元素。發現它的是瑞典化學家貝齊里烏斯的學生阿爾費特森。1817年，他在分析透鋰長石時，最終發現一種新金屬，貝齊里烏斯將這一新金屬命名為lithium，元素符號定為Li。該詞來自希臘文lithos（石頭）。

鋰發現的第二年，得到法國化學家伏克蘭重新分析肯定。

工業化制鋰是在1893年由根莎提出的，鋰從被認定是一種元素到工業化製取前後歷時76年。現在電解氯化鋰製取鋰，仍要消耗大量的電能，每煉一噸鋰就耗電高達六七萬度。

鋰被人發現已有170多年了。在它出世後的100多年中，它主要作為抗痛風葯服務於醫學界。直到20世紀初，鋰才開始步入工業界，嶄露頭角。如鋰與鎂組成的合金，能像點水的蜻蜓那樣浮在水上，既不會在空氣中失去光澤，又不會沉入水中，成為航空，航海工業的寵兒。

鋰高能電池是一種前途廣泛的動力電池。它重量輕，貯電能力大，充電速度快，適用范圍廣，生產成本低，工作時不會產生有害氣體，不至於造成大氣污染。

由鋰製取氚，用來發動原子電池組，中間不需充電，可連續工作20年。

氫彈里裝的不是普通的氫，而是比普通氫幾乎要重一倍的重氫或重二倍的超重氫。

用鋰能夠生產出超重氫——氚，還能製造氫化鋰、氘化鋰、氚化鋰。

早期的氫彈都用氘和氚的混合物作「炸葯」，當今的氫彈里的「爆炸物」多數是鋰和氘的化合物——氘化鋰。我國1967年6月l7日成功地爆炸的第一顆氫彈，其中的「炸葯」就是氫化鋰和氘化鋰。1公斤氘化鋰的爆炸力相當於5萬噸烈性梯恩梯炸葯。

據估計，1公斤鈾的能量若都釋放出來可以使一列火車運行4萬公里；1公斤氘和氚的混合物通過熱核反應放出的能量，相當於燃燒20000多噸優質煤，比1公斤鈾通過裂變產生的原子能多10倍。

手機電池多為鋰製造

Ⅸ 氘 氣 氚氣 如何提煉

氘-提取方法 1、先制重水。
將蒸餾水反復蒸餾提純（蒸餾裝置應該是用石英玻璃做的）。用精密的溫度計觀察溫度，到發現溫度超過了普通水的的沸點。停止蒸餾，收取留在蒸餾瓶中的水（此水中重水含量有所提高）。這樣多次，將獲得的水收集供下面用。
再將以上獲得的水放如蒸餾裝置中蒸餾。到發現溫度超過了普通水的的沸點。停止蒸餾，收取留在蒸餾瓶中的水（此水中重水含量又有所提高）。這樣多次，將獲得的水收集供下面用。
重復上面操作。（可能要上百次）
將以上收集到的重水含量相對較高的水放到電解池中電解。（電解池用石英玻璃做，電極用鉑金做），用電位器控制電源電壓。先將電位器調到最大，使電解電壓為零。然後慢慢提高電解電壓。到剛好有氣泡產生時停止升高電解電壓。到沒有氣泡時再稍稍升高電壓到有氣泡生產。這樣連續操作下去。直到還剩少量水為止。（此水的重水含量就比較高了）
2、製取D2（重氫氣）和HD。
將以上得到的含重水較高的水放到以上的電解池中電解。收集負極得到的氣體。
以上就是「二戰」時期德國科學家的方法。
網上說的

氚的含量很少。。而且不穩定。。