Was ist Hafnium?

Hafnium ist das 72. Element in der periodischen Tabelle, chemisch extrem ähnlich Zirkonium. Aus allen Elementen heraus gehören Hafnium und Zirkonium zu dem schwierigsten, auseinander zu erklären, obgleich die Dichte von Hafnium über zweimal die des Zirkoniums ist. Hafnium ist ein seltenes, silbriges, duktiles, korrosionsbeständiges Metall, das nur 0.00058% der oberen Kruste der Masse nach Gewicht bildet.

Hafnium ist unter Chemikern und Physikern aus einigen Gründen weithin bekannt. Ein ist wegen seiner Neutron-aufsaugenden Eigenschaften. Hafnium benutzt, um die Steuerstäbe für Kernreaktoren herzustellen. Wenn ein HafniumStellstab in einen Reaktor gedrückt, aufsaugt er die Streuneutronen er, die durch das Uran oder Plutonium-getankte Kernreaktionen freigegeben und unten abkühlt den Reaktor n. Dieses ist wesentlich, den Reaktor unter Steuerung zu halten und Einschmelzen zu verhindern. Weil sogar kleine Verunreinigungen des Zirkoniums die Kern-aufsaugende Kapazität des Hafniums radikal senken können, ist ein schwieriger Trennungsprozeß notwendig, um Hafnium der Reinheit zu produzieren, die erfordert, um als Stellstab zu dienen.

Ein anderer Grund für Ruhm des Hafniums ist eine Legierung, die er produzieren kann, Hafniumkarbid (HfC), das den höchsten Schmelzpunkt aus jedem binären Mittel hat (3890 °C, 7034 °F) heraus. Obgleich er nicht weitgehend im Aufbau oder Luftfahrt verwendet worden, vorgeschlagen worden es als Baumaterial für die Strukturen al, die intensiver Hitze ausgesetzt.

Möglicherweise sind die exotischsten Eigenschaften, die mit Hafnium verbunden sind, die, die mit seinem Kernisomer, Hf-178-m2 verbunden sind. Ein Kernisomer ist eine spezielle Version eines Elements, das aufgeregte Protone und/oder Neutronen in seinem Kern enthält und setzt es über dem Grundzustand. Dieses gibt ihm das Potenzial, enorme Mengen Energie, in Form von Gammastrahlen zu speichern und freizugeben. Hafniumisomer hat mehr Potenzial, Energie als jedes andere ähnlich langlebige Isomer zu speichern. (Die meisten Isomere verfallen in einem Bruch einer Sekunde.) Ein Kilogramm reines Hf-178-m2 haben eine berechnete Energie von gigajoules 1330, das Äquivalent des Explodierens von ungefähr 317 metrischen Tonnen TNT. Für besseres oder für schlechteres, ist Hf-178-m2 ziemlich selten, und es dachte allgemein zur teuersten Substanz in der Welt, Kostenberechnungmillionen pro Gramm. DARPA und der Pentagon untersucht den Gebrauch des Hafniumisomers, Bomben des gamma Strahls, die Kernverträge verhindern, ohne bekannten Erfolg herzustellen ab schon.