超纯水为什么发展

① 纯水设备的发展历程

纯水又名高纯水，是指化学纯度极高的水，其主要应用在生物、化学化工、冶金、宇航、电力等领域，但其对水质纯度要求相当高，所以一般应用最普遍的还是电子、医药行业。
制作纯水的方法有纳滤、超滤、反渗透、离子交换法，国内、外多数制药企业采用离子交换及反渗透、离子交换联合等方法制得纯水。《中国药典》(2000年版)规定：“纯水为采用蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得供药用的水。”而不再仅局限于“蒸馏”这一种工艺。药典这一改变是我国制药用水生产发展史上的一大进步，与世界先进国家的药典实现了接轨。但目前在我国的纯水制备系统当中，纳滤还没有普遍使用。
我国纯水设备的发展的历程仅仅40多年，而其技术在工业领域的应用也只有10多年，在我国的应用更是短暂都不到十年。因此目前对于纯水设备专业生产加工还是比较缺少的，大多数纯水设备生产企业都是小规模经营，没有形成大规模配套生产，产品涵盖范围广，品类杂乱。
目前专业从事纯水设备制造、安装、调试、售后的企业并不多见，有的小型加工商看中纯水设备这块蛋糕，极尽所能的采用一切手段争取合同，却难以按照药典要求进行设备施工，更不能通过后续的GMP认证，这是所有顾客在选择纯水设备时值得注意的事项，选择一家资质高、实力强、服务好的制造商，才能保证纯水设备符合要求。
但是随着国家对生物制药、医药行业的扶持力度增大，纯水设备必然成为水处理行业中一个新的增长点，势必带动水处理设备不断改进工艺流程，朝着标准化、规模化的方向发展。

② 为什么日本要在地下1千米，存储5万吨超纯水呢

为什么日本要在地下1千米，存储5万吨超纯水呢？

超级神岗探测器水箱内的水都是超纯净的，需要不断多次净化，并通过紫外线消毒杀死任何可能细菌，生成的超纯水非常纯净，其性质与普通水差别巨大，可以溶解接触的大部分物质。曾经有人不小心头皮接触里面的超纯水后导致头皮发痒，据说比得水痘还痒。2000年把油箱里的水排干时，发现了一个1995年留下的扳手的轮廓，很明显，扳手已经溶解了。

③ 热电厂发电为什么要用超纯水

如果热电厂锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热而损伤部件、引起爆炸。因此必须进行水的软化与脱盐处理。

④ “超纯水”是怎样的，日本为何要在地下储存了五万吨

“超纯水”是怎样的，日本为何要在地下储存了五万吨？

如果我们要问哪里的水是最清澈的，那么答案大概率就是东京大学在日本岐阜县飞驒市神冈町茂住矿山地下1000米处修建的超级神冈探测器，在这里储存在5万吨超纯水。这5吨超纯水的纯净程度几乎是人类技术所能够做到的极限，没有任何杂质、离子甚至是没有任何空气溶解在水中。那么问题来了，为什么在这地下1000米深度储存5万吨超纯水，到底有什么用意呢？

⑤ 日本在地下1000米深处，储存了5万吨超纯水，20多年来目的何在

日本作为一个岛国， 自然资源并不丰富，经常要向别国进口石油、煤炭 ，但凡事都有利有弊，日本虽然极度缺乏工业原料，但却是个水资源大国。

在世界水资源匮乏的现在，水资源已经成为世界性的问题。但 日本作为一个水资源大国，却在一个偏远城市的地下藏起了5万吨超纯水 ，这是怎么回事？难道说又是日本的阴谋吗？

日本为什么要储存这么多超纯水？

超纯水，顾名思义就是超级纯净的水， 电阻率达到18 MΩ*cm（25 ）的水就称之为超纯水 。超纯水并不常见，一般只有在实验室才会用到。

因为这种水， 除了水分子外，几乎没有什么杂质， 不仅没有细菌，也没有人体所需的矿物质微量元素。如果意外喝下去，还会引起细渗透压变化，导致细胞膨胀甚至破裂，对人体造成损伤。

那日本储存这么多的超纯水来做什么？这些水又不能喝。答案是， 为了探测中微子 。

在上个世纪80年代，日本为了探测质子衰变，在岐阜县的一个废弃矿山的矿井中，修建了一个名叫 “神冈核子衰变实验”的神秘建筑， 完工后整个建筑呈圆柱形，高16米，直径15.6米，装有3000吨水和大约1000只光电倍增管。

起初因为灵敏度不够，没有达到探测目的，就在1985年开始扩建，这极大地提高了探测器的灵敏度。于是在87年2月，神冈探测器与美国的探测器共同发现了 大麦哲伦星云中超新星1987A爆炸时产生的中微子， 这是人类首次探测到太阳系以外的天体产生的中微子。

这次探测给了日本研究人员极大地鼓舞，又对实验室进行了扩建，耗资1亿美元建造了更大的探测器，也就是今天的“ 超级神冈探测器” 。其中的探测物质从3000吨超纯水，增加到50000吨超纯水，各方面全面升级，可谓是鸟枪换炮。

1996年，“超级神冈探测器”正式被投入使用，探测范围从原来的探测质子的衰变，扩展到寻找太阳、地球大气的中微子， 并观测银河系内的超新星爆发。

自1998年，超级神冈探测器开始发布中微子探测结果起， 就给日本科学界带来了多个诺贝尔物理学奖桂冠 ，例如小柴昌俊（2002年）以及梶田隆章（2015年）。

什么是中微子？

现代科学证实， 人类所在的物质世界，是由各种基本粒子构成的， 中微子也是组成自然界的基本粒子之一，是轻子的一种。

不过中微子却有着非常奇特的性质， 虽然它的数量之多，在宇宙中无处不在，但却基本不与其他物质进行相互作用，是个中性物质， 因此就算每秒钟通过我们眼睛的中微子数十亿计，我们也浑然不觉，被称为宇宙“隐身人”。

最初提出中微子设想的是匈牙利物理学家泡利，当时的科学家在研究β衰变（即原子核辐射出电子转变成另一种核）时，发现在这个过程中有一部分能量不知去向。于是开始开始质疑能量守恒定律，但年仅30岁的泡利坚信能量守恒定律，于是提出非凡的猜想：在此过程中， 必定还有一种不带电的、质量极小的与物质相互作用极弱，以至于无法探测到的新粒子放出来，是它带走了那一部分能量。 他把这种未知的粒子叫做“小中子”，就是现在说的“中微子”。

1942年，美国物理学家艾伦按照我国物理学家王淦昌提出的方法， 首次通过实验间接证实了中微子的存在。

在泡利提出“中微子假说”后的26年后，也就是1956年美国加利福尼亚大学莱因斯教授带领的团队，通过把400升醋酸镉水溶液作为靶液，放入新投入使用的核反应堆中（作中微子源），每小时测得2.8个中微子，这个结果与泡利的理论预测完全一致。 因为在实验中直接观测到了中微子，莱因斯于1995年获得诺贝尔奖。

中微子，作为宇宙中的基本粒子之一， 它们的速度非常接近光速，而且个头小、不带电，只参与非常微弱的弱相互作用和引力相互作用。 而且这种力的作用距离极短（小于10^-17米），这个范围其实就是原子核内的夸克层面。

因为中微子，不与其他物质反应的性质，导致科学界花费了接近30年才直接观测到中微子。直到后来，科学家发现，中微子在水中穿行时，又极小的概率与水中的氢原子与氧原子发生反应。由于光在水中的速度只有真空中的75%，而接近光速的中微子，在水中的速度比光还快， 中微子在水中的“超光速”会发出一种独特的辐射光，切伦科夫辐射光。

而日本之所以会在地深处1000米的地方装上5万吨超纯水， 一个是为了更好地与中微子反应，另一个就是为了避免接收到出中微子外其他的宇宙射线， 保证中微子发出的切伦科夫辐射光能被准确的记录下来。

为了记录这些辐射光，科学家在超级神冈探测器的内壁上 设置了1.12万个光电倍增管 ，其功能是 将辐射光信号尽可能地放大（可以高达1亿倍） 。工作时，这一万多个光电倍增管就是一万多只眼睛，它们在黑暗中忠实的记录着中微子在超纯水中反应发出的切伦科夫辐射光信号。

事实证明这个装置十分有效，不仅首次 观测到超新星爆发时散射的中微子 ，还观测到来自太阳系的中微子。

是的，这些会“隐身”的中微子就是来自于太阳。 太阳这个巨大的恒星，相当于一个大型的热核反应堆，无时不刻进行着聚变反应， 向宇宙散发出无数的中微子，因为地球没有完全接受到来自太阳的中微子，所以无法估计中微子的数量有多大。

根据物理学家的研究表明， 太阳每产生3个光子就会伴随产生两个中微子， 但在相当长的时间里，地球上观测到的中微子数量只有理论的三分之一，这就是美国科学家戴维斯发现太阳中微子失踪之谜，他也因此获得了2002年的诺奖。

我们不禁会想这剩下的三分之二的中微子跑到哪里去了，凭空消失了吗？直到1987年观测到的一场超新星爆炸，那些产生的中微子并没有像太阳中微子一样消失了三分之二， 于是科学界猜想，中微子可能不止一种，而是有三种，并且相互之间还可以互相转化， 这就是日本东京大学教授小柴昌俊提出的“中微子震荡”假设。在2001年加拿大SNO实验也证实了失踪的太阳中微子转换成了其它中微子。证实了中微子之间可以互相转化，并且中微子的数量不止一种。

现代科学研究告诉我们， 中微子的种类上限为3，即有3种中微子。 除了上述发现的电子型中微子之外，还有μ型中微子（1962年发现）和τ型中微子（1975年发现），每一种中微子都有相同的反中微子。

中微子的作用

一、获得恒星内部的消息

因为中微子是质量极小的不带电的基本粒子。它广泛存在于宇宙的每一个角落， 平均每立方厘米就有300个左右，比其他所有的粒子多出数十亿倍， 对整个宇宙有着举足轻重的地位。

而且因为它几乎不与一般的物质产生相互作用，在恒星内部的中微子可以不受拘束地跑出恒星表面，因此只要探测到这些来自于恒星内部的中微子可以获得有关其内部的信息。 得到太阳、超新星乃至整个宇宙内部的演化过程和内部结构的规律。

二、地质学

此外，由于中微子与物质相互作用的截面会随着中微子能量的提升能增大，利用高能加速器对中微子进行加速，产生的定向照射地层，与地层物质性互作用相互作用会产生内局部震动， 能够实现对深层地质的扫描和勘探。

而且地球内部的放射性元素衰变也会产生中微子， 捕捉这些中微子就可以得到地球内部结构的精确数据和演进规律， 让埋在地球深处的奥秘一览无遗。

三、核反应过程的诊断

也许中微子最明显的应用就是在核反应堆中。这一领域正在积极发展，并基于这些粒子正在创建各种传感器，从而能够实时监测核电站反应堆的功率，并了解其燃料的复合成分。

四、军事领域

1、 中微子雷达

因为核反应会产生大量的中微子，中微子可以轻易地穿透各种障碍物。所以通过中微子信号的探测可以发展出中微子雷达，实现对深海核潜艇和地下核设施的精准定位。

2、中微子武器

主要用于销毁敌人的核武器库。利用加速产生的中微子束定向照射核材料，可以将核材料点燃和销毁。

3、中微子天文学

通过中微子可以任意穿行恒星内外之间，通过研究这些中微子，可以发现甚至非常遥远天体的属性。因为任何恒星，其本质上都有一个热核反应堆，它们都会发射出大量的中微子。在研究过程中，科学家发现，随着恒星年龄的增长，它形成的粒子的数量在逐渐减少。在“临终时刻”，恒星会失去高达90%的中微子，这就是为什么中微子开始冷却的原因。

4、通讯方式

在这一领域，中微子还没有被真正使用，因为这些技术只停留在理论上。从1970年起美国就有科学家开始研究以中微子为载体的通信技术，因为中微子可以无障碍地任意穿行在事物内部，所以这就极大地促进数据在任何地方的传输，到地球的任何地方，甚至到达地表深处，认为中微子可以胜任全球点对点无线直连以及地面和深海之间电磁波难以完成的通信任务。而且这种通信技术还不会对人体造成辐射伤害，可以说是一种清洁、高效的电子通信方式。

结语

人类的 科技 在不断的进步，从预言中微子到发现，最终证实中微子的存在，科学界花了一个世纪的时间， 但目前我们对于中微子还知之甚少。

日本在2019年发布将升级超级神冈探测器，为储水26亿吨的顶级神冈探测器，将拥有数倍超级神冈探测器的实力， 我国的江门中微子实验，将最早于2022年开始收集数据， 这个位于地下700多米深的中微子探测设施将进一步揭开中微子的神秘面纱。

⑥ 制药行业为什么用超纯水

如果一般的生产就抄用医用纯化水就可以,具体的按类型不同，达到国家GMP相关认证的要求就可以，如果要涉及科研分析，特别是什么高效液相或者对水有更高的分析仪器设备，就必须用超纯水机制的水才能达到仪器对水质的要求！

⑦ 为什么原子能工业用超纯水

原子能工业发电必须使用超纯水，其实发电厂都要使用超纯水。
原子能工业发电装置价格昂贵，水的纯度过低，内部含有的盐分，尤其是氯离子，将会对设备造成腐蚀，设备腐蚀将导致使用寿命缩短。甚至可能会发生安全事故。

⑧ 日本在地下存放了5万吨超纯水，他们的目的是什么

顾名思义，所谓超纯水就是指非常纯净的水，电阻率达到18兆欧姆·厘米（25 ）的水就可以称为超纯水。为什么水的纯净度会与电阻率有关呢？这是因为水本身是电的不良导体，水中的杂质越少，电阻率就越大，相应的其导电性能就越小。

尽管超纯水在自然界中是不存在的，但人类却可以自己动手来制备，通常来讲，超纯水的制备量都很少，不过凡事都有例外，日本东京大学的科学家就在地下存放了5万吨超纯水。那么他们的目的是什么呢？答案就是探测宇宙中的“隐身粒子”——中微子。

中微子是宇宙中的一种基本粒子，它们的运动速度通常都非常接近光速，强相互作用力和电磁力都不会对中微子产生作用，而由于中微子的质量又极小（一般小于电子质量的100万分之1），因此引力对它的作用也几乎等于零，也就是说，四大基本力中有三种都对中微子无效。

弱相互作用力对中微子有效，不过这种力的作用距离极短（小于10^-17米），这个范围其实就是原子核内的夸克层面。简单来讲就是，只有中微子直接撞上了原子核内的夸克，科学家才有可能探测得到它们，那这种概率有多大呢？我们不妨来看一下数据。

原子、夸克和中微子直径的数量级分别为为10^-10米、10^-18米和10^-20米，也就是说，如果把中微子放大成一颗直径1厘米的小球，那么按照相同的比例放大，原子的直径就有10万公里，而位于这个原子中心的夸克的直径则却有1米。

由此可见，中微子击中夸克的概率可以说低得令人发指，所以在绝大多数时候，中微子都是直接穿过原子，我们根本就察觉不到，正因为如此，中微子也被称为“隐身粒子”。

宇宙里中微子的数量相当巨大，对我们地球人而言，平均每秒钟就有数十万亿个中微子穿过我们的身体。由此可见，尽管中微子撞上夸克的概率极低，但在如此多的中微子里，仍然可能会有极少的一部分会与地球上的物质产生互动。

因此科学家只需要建造一个巨大的“靶子”，并对其进行严密的监测，就可能探测得到中微子，而日本在地下存放了5万吨超纯水的目的，就是建造这样一个“靶子”。

这个项目全称为“超级神冈中微子探测实验”（Super-Kamioka Neutrino Detection Experiment），科学家将超纯水装在一个直径39.3米、高41.4米的不锈钢圆柱形容器之内，被深深地埋在日本岐阜县飞驒市神冈町的一处深达1公里的废弃矿井中。

为了保证水的纯净度，这里的空气都是净化处理过的，而容器里的超纯水更是会被不停地进行循环净化，去除掉其中所有能够被去除的杂质。科学家认为，在地下1公里处，可以有效地避免地球表面的各种干扰，而超纯水又几乎是完全透明的，这样就可以大幅度地提高发现中微子的可能性。

当中微子撞上了原子核中的夸克之后，会产生电子和μ子（μ子和电子一样属于轻子，其质量大约为电子的200倍，半衰期只有2.2 x 16^-6秒），这些电子和μ子的速度极快，甚至会超过光在水中的速度，在这种情况下，就会产生切连科夫辐射，从而释放出非常微弱的光信号。

为了探测这些光信号，科学家在这个容器的内壁上设置了1.12万个光电倍增管（上图中的金色圆球），其功能是将光信号尽可能地放大（可以高达1亿倍）。

在处于工作状态的时候，这些光电倍增管就像是1万多只眼睛一样在黑暗中“盯”着容器里的超纯水，静静地等待着某个来自宇宙深空的中微子一头撞在夸克上所发出的那么一丁点微光。

如此精心的安排没有白费，迄今为止，该项目已经多次探测到了中微子，从此拉开了中微子天文学的序幕，而日本科学家也因此获得了两个诺贝尔物理学奖（分别为2002年和2015年）。顺便讲一下，该项目其实还有另外一个目的，那就是探测质子衰变，不过这一目标始终没有实现。

⑨ 日本在地下储存五万吨“超纯水”, 20年未喝一滴, 到底有什么目的

水对于人类来说都是非常的重要的，而且在对于这样一个岛国日本也是非常的重要的，在地下储存5万吨纯净水不是为了节约纯净水，而是对于一个中微子的科学研究。

而这并没有对该领域的其他国家的科学家造成打击，他们始终都坚信中微子的存在，他们也一直都在想尽办法的证明这一观点，而各国科学家经过多年的研究，终于还是有了突破性的成果。后来美国科学家在南极洲的科学实验中发现了中微子的存在，这个发现也引起了该领域的震动，所以这样的科学精神还是值得学习的。

⑩ 超纯水机用途简介 家用和实验室用是不同的

超纯水机和家用纯水机不同，超纯水机的水纯度更高，主要是通过超纯水机的离子交换的固体吸附过程，由离子交换剂的电解质溶液。超纯水和超纯水机的用途是什么呢?超纯水机的技术原理又是怎么样的呢?下面一起来看看吧!

一、超纯水机是什么

超纯水机，是采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理等方法，将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水处理设备。超纯水机又称做：超纯水器，超纯水设备，超纯水仪，超纯水系统，实验室超纯水器等。超纯水机所生产的超纯水电阻率一般应大于10兆欧，10兆欧以上的水才叫超纯水。优质超纯水出水能达到18.25兆欧。

二、超纯水机的技术原理

超纯水机的离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换剂的电解质溶液中进行的。一般的离子交换剂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，即离子交换树脂。它能够从电解质溶液中吸取某种阳离子或者阴离子，而把自身所含的另外一种带相同电荷符号的离子等量地换出来，并释放到溶液中去，这就是所谓的离子交换。按照所交换离子的种类，离子交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类。

三、超纯水机的分类

(一)从用途上区划分为：

1、生活饮用型纯水机(家用纯水机)

2、实验室用纯水机(也叫超纯水机)

3、工业纯水机

4、大型工业纯水机

(二)、根据使用情况分为：

1、手动型，也称经济型。经济型纯水机使用的是手动反冲洗阀门。

2、自动型，自动型就是全电脑自动冲洗纯水机，通过电脑控制板实现冲洗。

3、自洁型，又称自洁式，自洁型则是自行清洁，是自洁式净水器的反渗透系列，它的优点的是无需经济型的手动操作，也无需自动型的电器元件，不但结构简单，还能达到整机自洁。

(三)、家用纯水机根据安装位置分为：橱上型和橱下型，作用是一样的。

(四)、根据主机和储水桶的结合情况还可分为分体式和一体式的，分体式的占地面积比较大，储水桶和机身分离;一体式纯水机的主机和储水桶在一起，占地面积小，外形美观大方。用户可根据自己的实际情况做出选择。

四、超纯水机的用途

随着科学技术的进步，人们对自然界中各类事物的认识都朝着微观化，本质化的方向发展，很多实验、检测对试剂或培养环境中的杂质的要求都达到了ppb级，有的甚至达到ppt级;如在生命科学研究过程中，对水中的多种污染物十分敏感，尤其重金属和可溶性有机物。

纯水主要用途：

●实验室器皿的最后清洗●缓冲液、化学试剂配制用水●微生物培养基制备用水

●氢气发生器、室内加湿器、高压消毒锅用纯水●人或实验动物饮用水等;

超纯水主要用途：

●动、植物细细胞培养用水

●各种医疗用生化仪、分析仪、血液透析仪用水●分析试剂及药品配置稀释用水●生理、病理、毒理学实验用水

●医院、医药制剂室及中心实验室用纯化水和高纯水●原子吸收光谱穗磨用水●试管婴儿用水

●各种高效液相色谱、离子色谱用水

●其他各种实验室用水和医药用水。

看了以上的介绍相信大家对超纯水机是什么，超纯水机的用途都有所了解了，超纯水机主要是采用预处理、反渗透技术，为实验生产出需要的超纯水。目前超纯水机的应用范围十分广泛，涉及医院、高校科研、质检单位、化工厂、制药厂、水质监测中心、畜牧行业、自来水厂、疾控毁闭中心、种子监测站、电瓶厂、液晶屏厂、精密电路厂、无尘品生产等。关于超纯水机的用途就先介绍到这儿，想了解更多请继续关注土巴兔学装修吧!

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