你所不知道的祖母绿家族
——绿柱石

2016-12-27 10:25天虫
金色少年(奇趣科普) 2016年11期
关键词:生辰祖母绿原子核

天虫/文

你所不知道的祖母绿家族
——绿柱石

天虫/文

提起绿柱石,大多数人一脸迷茫,但说到祖母绿,很多人会恍然大悟:“我知道,那是最名贵的宝石!”

其实,祖母绿只是绿柱石大家族中宝石级的品种。绿柱石是所有绿柱石类矿石的统称。

昂贵的宝石——祖母绿

祖母绿是世界上最名贵的四大宝石之一,是独一无二的绿色宝石,象征着仁慈、永恒和幸福。尽管绿色的宝石还有一些,像碧玺和橄榄石,但只有祖母绿的绿色最纯正,能让人联想到绿意盎然的繁茂森林和无尽的生命力。

祖母绿晶体单形为六方柱、六方双锥,多呈长方柱状。集合体呈粒状、晶簇状等。翠绿色,玻璃光泽,透明至半透明。它绿中带点儿黄,又似乎带点儿蓝,有人用菠菜绿、葱心绿、嫩树芽绿来形容它,但都无法准确表达它的颜色。无论是阴天还是晴天,无论是在人工光源还是自然光源下,它总会发出柔和的绿色光芒。只有在X射线下,它才会发出很弱的纯红色荧光。

祖母绿产量极为稀少,有人估算过,大约每100万颗绿柱石矿物中才会出现一颗祖母绿。所以祖母绿更是矿物中的珍品,比钻石更有价值。

五月生辰石——祖母绿

绿宝石晶体

绿柱石家族中的祖母绿有着最纯正的绿色

绿柱石家族中的几个主要成员

科普一下: 绿柱石

绿柱石,含有14%左右的氧化铍、19%左右的氧化铝和66%左右的氧化硅。晶体呈六方柱形,柱面有纵纹,晶体可能非常小,但也可能长达几米。纯净的绿柱石是无色的,甚至可以是透明的,玻璃光泽。绿柱石中宝石绿、蓝色最常见,黄绿、黄、粉红等色也常见,此外还有其他如褐色、灰色、黑色的特殊异种。

绿柱石家族面面观

红绿宝石

随着铁代替铝的数量变化,黄色绿柱石可从近无色到金黄色

金绿宝石很稀少,而其中的金绿猫眼更是被称为自然界中最美丽的宝石之一。

无可替代的绿柱石

不要以为绿柱石中只有那些身价高贵的祖母绿以及海蓝宝石才有用。其实,整个绿柱石都是宝贝。

绿柱石最珍贵的用途在于它含有一种重要的稀有金属——铍。

1798年,法国化学家沃克兰对绿柱石和祖母绿进行化学分析时发现了铍。但是,单质铍在30年后才由德国化学家维勒用金属钾还原熔融的氯化铍而得到。起初因为冶炼技术不过关,炼出来的铍里含有杂质,脆性大,不好加工,加热时又容易氧化,所以少量的铍只在特殊情况下使用。

后来,人们给铍的应用开辟了一个重要的新领域——制造合金,特别是制造铍铜合金——铍青铜。大家知道,铜比钢铁要软得多,弹性和抗腐蚀的能力也不强。但是,铜中加进一些铍后,铜的性能发生了惊人的变化。含铍1%~3.5%的铍青铜,机械性能优良,硬度加强,弹性极好,抗蚀本领很高,而且还有很强的导电能力。用铍青铜制成的弹簧,可以压缩几亿次以上。

百折不挠的铍青铜,最近又被用来制造深海探测器和海底电缆,这对海洋资源的开发具有重要的意义。

而含镍的铍青铜还有一个可贵的特点——受到撞击的时候不会产生火花。这个特点对炸药厂很有用。另外,含镍的铍青铜也不会被磁铁所吸引,不会被磁场磁化,所以又是制造防磁零件的好材料。

绿柱石家族中的海蓝宝石有着海水般的清澈

被西方世界专宠的绿柱石

西方人对绿柱石的偏爱还体现在生辰石上。12个月份的生辰石中,绿柱石家族就占了两个。

三月生辰石——海蓝宝石。以酷似海水蓝而得名,代表着沉着、勇敢、幸福和永葆青春。

五月生辰石——祖母绿。代表春天大自然的美景和许诺,也是信心、忠诚和永恒的象征。

能给原子锅炉“造房子”的特殊属性

20世纪50年代,绿柱石中的铍成了科学家们的抢手货。

原来,在原子锅炉——原子反应堆里,为了从原子核里放出大量的能量,需要用极大的力量去轰击原子核,使原子核发生分裂,这个用来轰击原子核的“炮弹”叫中子,而铍正是一种能够高效提供大量中子“炮弹”的中子源。

原子锅炉中光有中子“点火”还不行,点火以后,还要使它真正“着火燃烧起来”。中子轰击原子核,使原子核分裂,放出原子能,同时产生新的中子。必须使新中子减慢速度,变成慢中子,才容易继续去轰击别的原子核而引起新的分裂,一变二、二变四……持续不断地发生链式反应,使原子锅炉里的原子真正“燃烧”起来。

正因为铍对中子有很强的“制动”能力,所以它才成了原子反应堆里高效的减速剂。这还不算,为了防止中子跑出反应堆,反应堆的周围需要设置“警戒线”——中子反射体,用来勒令那些企图“越境”的中子返回反应区。这样,一方面可以防止看不见的射线伤害人体健康,保护工作人员的安全;另一方面又能减少中子逃跑的数量,节省“弹药”,维持核裂变的顺利进行。

铍的氧化物比重小,硬度大,熔点高达2450℃,能够像镜子反射光线那样把中子“反射”回去,正是建造原子锅炉“住房”的好材料。

你看,即使不起眼的绿柱石碎石头也有那么大的用途啊!不过,铍的化合物都有极大的毒性,接触它时可一定要小心哦!

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