日本纯水馆

㈠ 日本神冈实验室，那里储存多少吨纯净水呢

始建于1982年，耗时1年才建好。刚建好的时候，它并不叫超级神冈探测器，而是叫它神冈核子衰变实验。从外表上看它是一个高16米的圆柱形容器，直径达15.6米，这个容器能装3000吨水和1000只光电倍增管。主要是用来研究宇宙中的一些物质的，如探测质子衰变，寻找太阳、地球大气的中微子等。

对于中微子的研究，不只日本有，我们在这方面也取得值得骄傲的成就。它就是“江门中微子实验”，我国的这个实验项目与日本的“顶级神冈”和美国的“深层地下中微子实验”并列，它将于在2022年开始收集数据。据专家称，有了这三大实验的开启，人类将能更准确，更深层地探测和研究中微子。

㈡ 在地下一千米深处，暗藏5万吨超纯水，日本20多年来有什么目的

日本在地下1000米深处，存储了5万吨超纯水，20多年来目的何在？

日本有一个非常神秘的建筑，藏在地下1000米的深处，这个建筑里面储蓄了50000吨的水，这到底有什么作用呢？并且这个建筑建立了有20年了，还给日本带来了很多次诺贝尔奖，这个神秘的建筑到底是什么呢？

这个在地下储备了50000吨水的建筑，全称叫作超级神冈探测器，神冈探测器是目前上世界最大的探测中微子的探测器，它位于日本的岐阜县飞驒市神冈町。科学家用他们专门来探测中微子的，或者说寻找太阳中的东西。 这个探测器是一个直径约40米、高41米的圆柱形的容器，据说，这个神冈探测器内部储存了50000吨高纯度的纯净水。它的内部水箱，是一个是不锈钢材质的直径为33米、高度为36米的上层探测区，其他的部分就是外部探测区。这个大的水箱内部，周围一整圈都安装着一万多个光电倍增管，这个光电倍增管就是用来探测中微子通过水里，所产生的切连科夫辐射。 神冈探测器于1983年投入使用，它给人类带来了一系列重大科学发现。

1987年，超级神冈探测器探测到了大麦哲伦星系中的中子，是一颗超新星里面释放出来的，它们比伽马射线暴速度还要快，大约提前了三小时就穿到了地球，因为有了这一发现，人们预测觉得未来超新星可能会爆发。那么这个探测器究竟建在1000米以下，究竟是为什么呢？

物理学家认为， 我们所生活的世界，都是由各种各样的粒子结合形成的，粒子中也包含了中微子。 但是需要科学来证实人们的想法，物理学家想要继续 探索 中微子，所以要建造这个神秘的神冈探测仪。之所以盖在将近1000米深的地层中，是因为宇宙中的射线讯号会影响到研究，所以要阻隔它。并且这个 神冈探测器里面水必须要非常的干净，储存的是纯净水，而且要经过一系列的处理，去除水中的其他杂质，例如离子、微生物等等，这样就能达到99.99%纯度的纯净水了 。

因为中子特别小特别小，而且速度非常快，而且经研究，中子将近接近光速，在地球上，中子无时无刻都有， 每秒大概有100亿个中子穿过你的皮肤，但是人们无法感受到，如果想清楚地观察到它，就必须在一个非常干净、纯净、没有任何杂质的地方。所以说日本建立这个神冈探测器，必须在地下1000米深的地方，并储存5万吨纯净水 ，为的就是当中子穿过的时候，人们立马就能观察到。 据说这个探测器的建成，花费了大约7亿人民币，可谓是一笔巨资。并且日本人也因为这个神冈探测器，多次获得了诺贝尔奖。

在2002年的时候，日本的科学家小柴昌俊先生，凭借着神冈探测器和超级神冈探测器发现了中微子的证据，获得了诺贝尔物理学奖；在2015年的时候，小柴昌俊先生的徒弟梶田隆章、加拿大的阿瑟·麦克唐纳，两人发现了中微子振荡方面的信息又从而获得了诺贝尔物理学奖 ， 这让日本人都引以为傲。目前，顶级神冈探测器也正在建造，预计可能在2027年的时候，全面投入使用，它是一个全新升级版的探测器，会更加的稳定，灵敏度也有了很大的提高。日本人也越来越期待顶级神冈探测器的建成，预计会给他们带来一个又一个的诺贝尔物理学奖。

神冈探测器为我们证实了许多物理知识，也解释了一些宇宙中存在的物质，这些物理学家对科学界的贡献是不可言喻的。在2027年，全新的顶级神冈探测器也会投入使用，让我们一起期待物理学界新的发现吧！

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㈢ 日本在地下储存五万吨“超纯水”，20年未喝一滴，到底有何目的

现在不管是发达国家还是发展中国家，对科技都特别重视，科学技术给人类生活带来改变是显而易见，多少文明都随着科技的步伐不断前进。每一场科技的革命，无论大小都是响人们的生活，每一次的突破都在改变生活的质量。

在很早的时候，很多科学都确定了中微子存在的真实性，但很可惜，一直没有成功捕获过它，为了捕捉中微子，科学家们就设计了这样的一个实验，这个实验从开始到现在已经经历了20年的时候，让人遗憾的是至今仍然没有捕捉到它，不过科学们却没有打算放弃，这样的毅力确实让人钦佩。

㈣ 日本将在地下1750米，存放26万吨超纯水，究竟有何目的

水在地球上很常见，地表的七成覆盖着海水，海水的总质量估计高达140亿亿（1.4 10^18）吨。另外，在地下深处1000公里，还隐藏着大量的水，总量估计与地表海水差不多。

但要说真正意义上纯净的水，地球上并没有。在自然界中，水都会或多或少包含一些矿物质、微生物等杂质。不过，日本已经在地下存放了5万吨超纯水，也就是几乎只有水分子（H2O）的水，未来还将会再储存26万吨的超纯水，他们这么做究竟有什么目的呢？

这其实涉及到了追踪宇宙中神秘的“幽灵粒子”——中微子。这是粒子物理标准模型中不可再分割的基本粒子，本身不带电荷，质量极低，以十分接近光速的速度运动。

然而，想要探测到中微子极其困难，因为它们只极为微弱地参与弱相互作用和引力作用。中微子可以非常轻易地穿过诸如地球这样的巨大物体，而不会引起什么反应。

据估计，每秒有100万亿个中微子会穿过人的身体，其中大部分来自于太阳。在太阳的核心区域，氢核聚变产生伽马光子的同时，也会释放出大量的中微子。尽管每时每刻都有大量的中微子穿透我们的身体，但我们无法直接感知到它们的存在。

为了探测到难以捉摸的中微子，需要通过特殊的手段。在地下1公里深的矿山中，日本科学家建造了超级神冈中微子探测器。因为只有远离地表，才能排除掉其他宇宙高能粒子的干扰。而中微子穿透性很强，探测器可以在地下深处来捕捉它们。

除了远离地表，而且还要超纯水。通过特殊的净化系统，去除水中的离子、尘埃颗粒以及微生物等杂质，从而得到基本上只有水分子的超纯水，纯度可达99.999999%。

通常情况下，水可以导电，因为水中包含一些杂质，存在大量自由移动的离子。而超纯水中只有水分子自偶电离产生的少量氢离子和氢氧根离子，其导电性几乎没有，电阻率为18.2 MΩ·cm，可以认为是半绝缘体。

只有去除掉水中的杂质，才有一定概率探测到中微子。当中微子与水分子发生相互作用之后（概率极小），将会释放出速度极快的高能粒子，它们的速度会超过光子在水中传播的速度，从而辐射出波长很短的电磁辐射，这就是切伦科夫辐射。

在超级神冈中微子探测器中，储存着5万吨的超纯水，该研究项目耗资7亿元人民币。未来，日本还要建成超巨型神冈中微子探测器（顶级神冈），其中将会把26万吨超纯水深埋于1750米的地下，新研究项目的耗资将会超过50亿元，建成后将会是世界最大的中微子探测器。

超级神冈探测器于1983年投入使用，它给人类带来了一系列重大科学发现。1987年，超级神冈探测器探测到了大麦哲伦星系（距离16万光年）中的一颗超新星所释放出的中微子，它们比伽马射线暴提前3小时到达地球，这个重要发现给未来预测超新星爆发提供了可能性。

另外，超级神冈探测器还发现了中微子振荡，证明中微子并不像光子那样没有静质量，只是非常低。凭借着这些重大发现，先后有多位物理学家因此获得诺贝尔物理学奖。

预计在2027年，顶级神冈将会投入使用，它的灵敏度比上一代有了大幅提升。到了那时，新一代中微子探测器将有望揭开质子衰变之谜，甚至是宇宙起源之谜。而这一切都离不开看似平常的物质——水。

㈤ 日本在地下储存了大量超纯水，他们这是要干什么

因为他们在矿山1000米的地下建立了一个非常大的工程，这是一个非常奇怪的设施，大约高41.4米，直径超过了39米，是一个不锈钢圆形柱的容器。

这个设备非常特殊，它并不是一个对外开放的池子，而是一个非常大的容器，这个容器当中需要进行定期的过滤，保持一定的清洁度，时时刻刻都有工作人员通过监控，对水质进行观察和监测，这5万吨的超纯水填满整个池子就需要两周的时间，容器也是经过特制的，在它的内壁上还有11,200个光电倍增管。通过这一仪器和5万吨超纯水，可以探测到质子衰变，以及大气中的中微子，通过这些发现，可以观测到宇宙当中超新星的爆发，可以说这是一个微型的宇宙观察器。

那么什么是中微子呢？在自然界当中它无处不在，可以任意的在宇宙和地球中穿梭，被称为是最高能的中微子，才确定了中微子的存在，它还有可能是来自于太阳系之外的产物，而这些超纯水就是为了检测到中微子的存在，只因油水保持足够的清洁度才可以观察到中微子的出现，因为它的出现以及离开是转瞬即逝的，如果水中有任何一点污染高能中微子就无法被监测到。因为在中微子，穿过水面之后会留下一定的残渣。

㈥ 日本在地下储藏5万吨纯净水，二十几年不用，有什么目的

在日本地下储存着抄的这5万吨“超袭纯水”，全部都是由东京大学提炼的，这些水都是没有任何杂质的超级纯净水与普通的水相比，这些水没有任何的微量元素，所以说经常喝的话对人的身体并不好，而且日本之所以这样做，也没有任何不可以告人的目的，只是为了在做实验研究中微子的穿透性，并且以此来造福人类。

㈦ 日本要在地下1800米，存放26万吨超纯水，有什么目的

1982年，在一座废弃多年的矿山之下1000米，日本斥资1亿美元，耗时多年建造了一个直径和高度大约为40米的圆柱体不锈钢容器，里面装着5万吨的超纯水，其纯度高达99.999999%。

2020年，日本又斥资6亿美元，在地下1800米的地方，开始建造更为庞大的圆柱体不锈钢容器，计划7年建成。新容器的直径和高度大约为70米，其中能够装下多达26万吨的超纯水。

超级神冈探测器的发现不仅在于开启了一门全新的天文学分支——中微子天文学，而且还能为预警超新星爆发提供了可能。虽然中微子的速度略慢于光速，但它们先被释放出来，早于伽马射线暴3小时抵达地球。

研究中微子，还有助于探测极为神秘的暗物质，因为中微子有可能是一种暗物质粒子。超级神冈探测器已经取得了一系列重大发现，多位物理学家因此而获诺贝尔物理学奖。有了超级神冈的经验，日本正在建造更为灵敏的中微子探测器，也就是顶级神冈探测器，它能为我们揭开更多的前沿物理学之谜。

㈧ 日本在地下1000米，储存了5万吨超纯水，究竟在找些什么东西呢

跟着科学技巧的启展与先进，人类对于大天然有了许多新的创造。然而是这些创造都须要造价几十亿大概者上百亿的仪器大概装备来完毕。不妨说每一项科学钻研截止的背地都须要款项的支援。天然不是一切的投资都不妨赢得汇报的，特殊是一些科学前沿范围的钻研，对于人类的启展并不几用处。而一些科学钻研赢得的截止，也只可满脚一下人们的求知欲和佳奇心罢了。

依据现有的科学钻研创造，中微子暂时独一能被使用便是通信。它不妨不与其余物资爆发效率，所以通过调试的中微子，大概许不妨帮帮人们将信息传播到世界各地。在将来人类不会像用电磁波一般涌现信息丧失大概者爆发畸变的状况。

㈨ 30年前，日本在1000米地下储藏了5万吨纯净水，究竟有何目的

众所周知，日本乃是一个资源短缺的岛国，这是先天条件导致的，除了依赖进口外，几乎没有解决之道。不过，凡事有利就有弊，虽说日本没有石油、煤炭等资源，但水资源却十分丰富，堪称“取之不尽，用之不竭”。不过奇怪的是，日本岐阜县却在1000米的地下储藏了5万吨纯净水，他们究竟意欲何为？

由此可见，人类对宇宙的探索从未停止过，大到星体，小到中微子，只要这世上还存在未解之谜，就会有人一直为之奋斗。有句话说得好：好奇才是前进的驱动力，宇宙是神秘的，同样也是精彩的，终有一天，人类会揭开全部的谜底。

㈩ 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。