第三百八十章：完成稀有金属的冶炼

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一份份的矿石从韩元的手中进入破碎机，转而变成碎石，再通过碾磨机变成粉末，进入搅拌机中。

从小河中抽取出来的大量河水进入搅拌机中和矿粉融合，变成矿浆。

而经过初步融合的矿浆进一步被运送到一个大型矿池中存储起来，里面会依次投入之前制备好的‘浮选液’。

部署在矿池上面的搅拌工具犹如风扇的叶片一样，不断的搅动着矿池里面的矿浆，让矿浆和浮选液充分融合并发挥作用。

经过融合搅拌的矿浆表面浮起了无数大大小小的泡沫，就像掺杂着肥皂水一样。

而这些经过处理后的矿浆，会被抽取出来，再次经过分离、沉积、添入静置液等材料，存放到另外一个矿池中，等待沉淀。

经过一轮沉淀过后，沉淀在底部的那些矿土，就是含有稀有金属的精矿了。

铲出来晾干后，就可以装到飞行器上运送回亚马逊雨林基地了。

在那里，这些精选的矿土将会变成一种种不同的稀有金属，丰富他的储备材料种类。。

花费了接近一周的时间，韩元将这些收集的稀土矿全部精选了一次。

精选出来的矿土并不是很多，总共加起来也只有三点七吨，相当于需要十五吨的原矿才能提炼出一吨的精矿。

而且在这提炼的三点七吨精矿中，其中的稀有金属含量应该还不到三百千克。

当然，这一部分是没有包含那個风化壳淋积型稀土矿在内的。

离子吸附型稀土需要用另外一种方式来进行处理，韩元没准备在华国这边处理。

此外，离子吸附型矿土本身就属于一种精矿，只是它的冶炼方式比较特别而已。

这种矿土韩元采集的也并不多，总量没超过三吨，毕竟这是一个富矿，用作收集标本完成‘资源收集’任务并不需要太多的稀有金属。

三吨的离子吸附型稀土再加上三点七吨的精选矿土，加一起也没有超过七吨，在飞行器的承载范围之内，能一次性将其全部运走。

完成稀土矿的精选后，韩元并没有在国内停留太久。

在确认小七能稳定的掌控航天飞机的发射以及监控那片虫巢后，他便带着精选矿土和四小家伙们返回了亚马逊雨林基地。

虽然在泰山基地的时候有管家小七照料日常生活，日子过的很舒适。

但哪里毕竟不是一个完整的基底，面积不够大,&bp;&bp;缺少了很多工业设备,&bp;&bp;很多实验都没法做。

而在亚马逊雨林这边,&bp;&bp;他在这生活了六七年了，对于这边的情况更加熟系，呆着也更加自然。

从国内采集运回来的精选矿土第一时间就被韩元冶炼出来了。

这一次出去收集并提炼出来的稀有金属虽然在重量上都不多,&bp;&bp;少的还不到一千克，但却让‘资源收集’任务涨了不少。

而且他还有从风化壳淋积型稀土矿中采集的离子吸附型稀土没有冶炼的。

如果离子吸附型稀土也冶炼出来,&bp;&bp;里面包含的数种稀土还能给他增加不少进度。

将离子吸附性稀土中的稀有金属冶炼出来后,&bp;&bp;资源收集的两个任务之一就差不多了。

剩下的时间里面,&bp;&bp;他需要动手完成另外一个基础要求。

“冶炼合成出三种非自然元素。”

这是资源收集任务中的另一个条件，需要他人工合成三种非自然元素。

好在这个任务要求可以用同位素或者同素异形体之类东西来完成。

否则韩元还真不知道这个任务该怎么做。

人工合成非自然元素,&bp;&bp;在绝大部分人眼中，这已经是人类的顶级的科技了。

一般而言，人造元素都是使用粒子加速器或者核反应堆通过一定的核反应而生成,&bp;&bp;普通的手段根本就没用。

人工合成非自然元素的关键是用某种元素的原子核作为“炮弹”来轰击另一种元素的原子核。

当它的能量足以“击穿”原子核的外壳并熔合成新核时,&bp;&bp;质子数改变,&bp;&bp;新元素也就产生了。

两种元素质子数的改变严格地遵从加法原则,&bp;&bp;就像1+1=2一样。

但人工合成非自然元素可比做数学题难多了。

在十九世纪的时候，居里夫人的女儿第一次找到了让原子做“加法”的办法。

当时,&bp;&bp;她在巴黎的镭学研究院里工作，通过研究发现，放射性元素‘钋’的原子核,&bp;&bp;在进行裂变的时候，会以极高的速度射出它的碎片——‘氦原子核’。

而在氦原子核里,&bp;&bp;含有2个质子，居里夫人的女儿用‘氦碎片’作为炮弹,&bp;&bp;去向金属铝板“开火”。

于是，人类史上最伟大的奇迹之一出现了。

被轰击的铝竟然变成了磷！

铝,&bp;&bp;是一种金属；磷，是一种非金属。

铝为什么会变成磷？

用原子“加法”一算，事情就很简单。

铝是元素周期表中的13号元素，它的原子核中含有13个质子。

当‘氦原子核碎片’以极高的速度向它冲来时，它就吸收了氦原子核。

而氦核中含有2个质子。13+2=15于是，形成了一个含有15个质子的新原子核。

元首周期表中，第15号元素,&bp;&bp;正是磷。

在数学上做加法很容易，但实现核反应生成新元素却很难。

因为无论是哪一种方式，都要有昂贵的特殊实验装置（如回旋加速器或者核反应堆）以及高超的实验技术。

这些都是处在人类科技金字塔顶尖的东西。

即便是对于韩元来说，要想制造出地球上没有的人工元素,&bp;&bp;在没有粒子加速器以及核反应堆的情况下也很难做到。

但任务要求也并非严格限定了人工合成的元素一定要是是人造元素。

冶炼合成出三种非自然元素，在非自然元素中，除了那些通过粒子加速器或者核反应堆制造出来的人造元素外，还有另外两种东西。

同位素和同素异形体。

元素周期表上，一共有118种元素，所有的元素在自然界中都有同位素，只不过其中有大约20种元素没有稳定的同位素。

而资源收集任务中的冶炼合成出三种非自然元素虽然可以用同位素和同素异形体来作为目标，但要求是自然界没有的。

相对比使用粒子加速器来合成三种全新的元素材料，合成同位素和同素异形体显然难度低一些。

当然，这个难度是相对而言的，仅仅是对于目前的韩元来说的。

对于已经掌握了大型粒子加速器的人类来说，其实利用原子核相撞合成三种全新的元素材料和制造同位素其实都不难。

其实元素周期表上，从95号元素镅开始，后续一直到118号元素‘气奥’，基本都是人工合成的。

当然，这并不是指这些元素在大自然中就没有，而是因为这些元素都是放射性元素，衰变周期很短,&bp;&bp;从自然环境中基本无法收集到足够多的材料用于研究。

而制造同位素则更简单了。

同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一。

同位素在元素周期表上并不占据位置,&bp;&bp;也就是话说,&bp;&bp;同位素和本素占有同一位置。

两者间的化学行为几乎相同，但原子量或质量数不同，从而其质谱行为、放射性转变和物理性质有所差异。

比如氮的同位素在气态下的扩散速度和方式就略有差别，有些扩散的快，有些扩散的慢，甚至它们在不同的介质中，表现出来的形态也有些不一样。

相对于一种全新的元素来说，同位素和同素异形体在科技方面的应用度更高。

比如碳14，因为带有微弱的辐射，所以广泛被用于做标记元素。

又或者一些带有强放射性的同位素，可以被用于医疗上，无论是化疗还是其他的治疗手段，都离不开这些人工合成出来的同位素。

至于这次如何完成制取三种非自然元素，韩元早就已经思虑安排过了。

这一次他将一种同位素和两种同素异形体。

同位素是锂的同位素--li8，而同素异形体则是碳和镍。

这三种东西，都是后面他需要用到的东西。

很重要。

所以趁着第二年还有一些时间，韩元准备将后续任务需要用到的一些材料先进行研发出来。

同位素选择锂，是因为它是用来制备锂空气电池的关键材料。

锂元素在自然界有li6和li7两种稳定同位素。

核外电子构型都为2-5-1，相对原子质量分别为6和7，是最轻的金属。

这两种稳定的同位素共同组合成了金属锂。

而他选择制备的锂同位素是li8，这是制备锂空气电池的关键材料。

相对比他之前研发的锂硫电池来说，锂空气电池的性能更加优异，能储密度更高。

这种使用锂同位素li8制造的锂空气电池可不是小岛国研究的那种废物。

而是中级电能应用知识信息中的东西。

锂空气电池的一大难点是正极蓄积固体反应生成物，阻隔了电解液与空气的接触，导致停止放电等问题。

而锂同位素li8制成的锂正极能完美的解决这个问题。

在有了高储能的锂硫电池的情况下，韩元之所以还要制造锂空气电池，是因为后面的智能机器人。

打造人工智能机器人和工业机器人是后面必须要做的一件事情。

不然后续的任务根本就没法完成。

至于另外两种同素异形体碳和镍，则是解决材料问题的。

碳的同素异形体有很多。

金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、直链乙炔碳、无定形碳、碳纳米管、纤维碳、碳纳米泡沫等等。

这些都是碳的同素异形体。

他这次要制造的，是碳纳米管和γ镍。

碳纳米管就不用多说了，作为一维纳米材料，它的重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能，其广阔的应用前景深如大海。

比如碳纳米管可以制成透明导电的薄膜，用以代替ito（氧化铟锡）作为触摸屏的材料。

不仅性能更优异，而且还不需要光刻、蚀刻和水洗的制程，节省大量水电的使用，环保节能。

此外，碳的同素异形体碳纳米管和石墨烯也是制备碳基芯片的核心材料之一。

其实碳的同素异形体碳纳米管和石墨烯可以说是一种东西，因为碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成。

只不过将石墨烯片层卷曲成碳纳米管的要求和条件很高。

不得不说的是，碳这种东西简直是一个巨大的宝藏。

传感器、晶体管、柔性显示屏、储能（新能源电池、储氢）、过滤（海水淡化）、航空航天等等几乎人类科技的所有方方面面和角落都可以用到。

至于γ镍，这是镍的一种同素异形体，是制造可控核聚变以及核电池的一种关键材料，被叫做伽马镍或者妖镍，

当然，妖镍这个名字是华国人独有的称呼。

其原因来自于γ字母，这个希腊字母，虽然读做“伽马”，但看着很像汉字拼音中的y，再加上以前的镍掀起过一阵风波，所以被称为‘妖镍’。

众所周知，核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。

人类目前研究的可控核聚变有三种，分别是氘和氚聚变、氘和氦3聚变、氦3和氦3聚变。

其中氘和氚聚变是“第一代”聚变，也被称为dt核聚变，他从泰山基地前任宿主哪里得到且正在学习的可控核聚变资料就是这种。

氘和氚聚变的优点是燃料便宜，缺点是有中子，而中子是有辐照的。

在聚变过程中，释放出来的中子会对材料造成破坏，不仅仅是对材料晶体之间的化学键破坏，更有最纯粹的物理结构破坏。

简单的来说，就是被中子流击中过后，基本上绝大部分的材料都会脆化，弱化，结构破坏，严重的稍稍用手一搓，就会变成一堆渣渣粉末。

这也是可控核聚变中极难解决的一个问题。

而γ镍，就是解决这个问题的基础材料之一。

这也是韩元选择制造γ镍、碳纳米管以及li8来完成资源收集中冶炼合成三种非自然元素的原因。

它们都是后面必须要用到的材料。

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