福岛核电站中锆与水蒸气反应的原因和后果

Zirconium
相对原子质量91.22

来源于阿拉伯语中的“金色”一词。

锆是银白色金属。由于具有优秀的耐腐蚀性、耐高温性，锆被应用于多种领域。在所有天然金属中，锆的热中子俘获截面最小，因此被应用于核反应堆芯材料。在核反应中，就是利用中子进行核聚变，获取热量，如果使用吸收热中子的物质就会降低热量收益。

锆的氧化物为二氧化锆，被用于制作精密陶瓷（高性能的陶瓷）。含有硅酸盐的锆石可发出像钻石一样的光芒，因此被用于制作装饰品等。

陶瓷本来的意思是煅烧的瓷器，后来指的是陶瓷、瓷砖、砖块、玻璃等用天然矿物制作、通过高温煅烧的全部制品。

但是，最近出现一种使用精制原料制作的陶瓷，它具有耐热性、高硬度以外的新性质。因此，现在陶瓷指的是“用非金属无机材料制造，且过程中使用高温处理的物质”。

在追求高精度和高性能的电子工业中使用的陶瓷材料，被称为精密陶瓷。我们身边有许多精密陶瓷，比如菜刀、削皮刀的刀刃等。那些像金属一样但没有光泽的白色刀具也是精密陶瓷。(www.xing528.com)

这些都是以二氧化锆为原材料，利用了陶瓷的坚硬（继金刚石后第二坚固的物质）、结实的性质而制成的。陶瓷刀具有很多出众特点：不易生锈、刀刃寿命长、不易串味等。

锆是最不易吸收热中子的金属，但是一旦温度升高（900℃以上），锆就会和水蒸气反应，生成氢气，这是锆的缺点。

福岛第一核电站中，核燃料无法冷却导致包裹核燃料的锆和水蒸气反应，释放出大量氢气，最终发生了氢气爆炸。核电站中泄漏的氢气堆积到建筑物中，当浓度超过爆炸极限4％时，就会发生爆炸。

由于锆的折射率非常接近钻石，饰品中会使用锆石和方晶锆这种宝石来替代钻石。

锆石是二氧化锆和硅酸盐组成的矿石。虽然世界上到处都有这种矿石，但可以作为宝石使用的优质晶体，只可以在印度或者斯里兰卡等少数地区开采到。其中，有红、橙、黄、绿、蓝等多种颜色的宝石。经过加热处理后，颜色会发生改变，变得更加美艳。像方解石这种矿石，具有双折射性，莫氏硬度为7.5，并不是很硬。莫氏硬度是测量矿物硬度的单位之一，硬度值的范围是从1到10。莫氏硬度为1的物质有非常柔软的滑石，可以用它在地面上画画。硬度为10的就是金刚石。

方晶锆石是二氧化锆构成的晶体，由锆和氧组成。锆石中不包含双折射，莫氏硬度为8.0～8.5，是继红宝石和蓝宝石之后最硬的矿石，和钻石有相同的折光率，但价格仅仅是钻石的百分之一。