铀的期刊或文著

铀的期刊或文著

近日发表在《科学进展》上的一篇新研究，揭示了掺有钌的铀钴铝体系具有极强的自旋轨道耦合和电子相关性，并且创下了振奋人心的能斯特电导率纪录。 SCITechDaily 指出，这类合金在材料拓补与强电子相关性研究领域拥有光明的前景，或于未来某天在量子信息技术中得到应用。

（图自：LANL）

新研究表明，这种铀-钴-钌-铝合金具有很强的热电特性，热量产生的横向电压，是前纪录保持者（钴-锰-镓化合物）的四倍。

这一结果为元素周期表底部的锕系元素挖掘出了新的潜力，并为拓补量子材料的研究指明了新的方向。

研究配图 - 1：晶体结构与理论计算

在 2021 年 3 月 26 发表于《科学进展》期刊的这篇文章（传送门）中，首席研究员 Filip Ronning 介绍了他们在铀-钴-铝体系中发在的大自旋轨道耦合和强电子相关性。

极其反常的能斯特电导率，表明铀和锕系合金在材料拓补与强电子相关性研究方面很有前途。随着理解和调节的深入，我们有望在未来某一天成功利用其中的一些出色反应。

研究配图 - 2：纵向传输与磁化性质

当材料将热流转换成电压时，机会产生能斯特响应，这种热电现象可用于从热源发电的设备中。

当前最著名的例子，包括洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）国家实验室部分开发的放射性同位素热电发生器（RTG）、以及毅力号火星车上。

研究配图 - 3：铀合金材料产生的巨大的反常横向响应

更激动人心的是，这种反常的巨大能斯特效应，似乎是由材料本身丰富的拓补结构所引发的。

金属拓补结构的一种结果，就是催生了横向速度。除了能斯特响应，还可用于其它效应，比如有望在各种量子信息技术中得到应用的新颖的表面状态。

研究配图 - 4：各种磁体的反常霍尔和珀尔帖电导率

最终，洛斯阿拉莫斯研究团队新开发的铀合金系统，可达成每开尔文温差 @ 23 微伏的电压，是此前同样归于此类拓补的钴-锰-镓合金的四倍。

有关这项研究的详情，可移步至 Science Advances 期刊上查看，原标题为《Colossal anomalous Nernst effect in a correlated noncentrosymmetric kagome ferromagnet》。

铀有92个电子和1600个能级，所以很难解释激发态、衰变和基态

当能量在压力下被添加到铀中时，会产生冲击波，即使是很小的样本也会像小爆炸一样蒸发。通过使用更小、可控的爆炸，物理学家可以在安全的实验室环境中进行小规模测试，而以前只能在更大、更危险的爆炸实验中进行测试。在本研究中，是激光将能量沉积到目标上，但也会得到同样铀等离子体的形成和随时间变化的演化，通过实验室里的这些小规模爆炸，可以理解类似的物理现象。

在一项新实验中，科学家使用激光对原子铀进行烧蚀，窃取原子铀的电子，直到原子铀电离并变成等离子体，同时记录等离子体冷却、氧化和形成更复杂的铀化学反应。在研究中将铀的种类和反应路径放在空间和时间的地图上

以发现它们形成的时间是多少纳秒，以及等离子体发展的哪个阶段。在发表于《等离子体物理学》期刊上的研究论文中，作者们发现，铀与不同比例的氧气混合后，会形成更复杂的分子，如一氧化铀、二氧化铀和其他更大的组合。

科学家们使用了光发射，观察激发态衰变为基态。铀有92个电子和1600个能级，可以产生复杂的光谱，即使用高分辨率的光谱也很难解释。该研究着重研究了等离子体中的一次能量跃迁，仔细研究了等离子体羽流的形态、与不同浓度氧气的碰撞相互作用，以及诸如羽流约束和粒子速度等其他因素，以绘制出从原子铀到更复杂铀氧化物物过程的的详细图景。

这些数据对于利用激光探测材料并详细描述其元素组成的技术具有重要意义，比如火星好奇号漫游者上的激光光谱系统。它还可以用于一种便携式设备，通过测试浓缩铀生产的证据来核查测量等。在这个问题上还有很多工作要做，这是一个科学问题，因为没有人知道那些较高氧化物在可见光区域的光发射，研究人员希望提供数据来填补这些空白。

雾霾是由煤中的铀造成的吗

不是
来源：分析测试百科网

　　最近朋友圈流传两篇题为“中国煤炭工业的崩溃和核污染灾难”和“再谈中国核污染问题的事实和原理”的文章（文章署名为马可安物理博士）。雾霾是大家十分关心的问题，作为长期从事煤中微量元素研究的科研人员，读后我们都很吃惊。我们认为：马可安文章提出的“北方火电厂燃煤引起放射性铀粉尘大量散布，促进雾霾的形成”的论点缺乏科学根据、多处概念混淆、数据引用和解读存在明显谬误、分析结果妄言误判，易造成社会的恐慌。

　　不可否认，燃煤在我国北方是雾霾形成的重要原因之一，而马可安将燃煤是雾霾形成的原因之一说成燃烧高铀煤是雾霾的成因，硬生生的将公众对雾霾的关注转移到了令人谈之色变的放射性元素铀上。之后作者用同样的手法，将含铀煤的燃烧与肺癌联系起来，展示了作者无边无际的想象力和让八竿子打不着的事情无缝衔接的推理手法，却毫无依据。

　　谨我们所知提供一些资料和看法，希望以此澄清事实，正本清源，消除恐慌。

　　一、关于内蒙、新疆煤中铀的含量。世界各国煤中都有含量不等的微量元素铀。美国是煤炭资源量最丰富的国家之一，据美国联邦地质调查局数据，美国煤中铀的含量背景值（或均值）为2.1μg/g[1]。中国是煤炭生产和消费大国，据我们对全国各地区1383个煤样的测试，计算出全国煤中铀的背景值为2.4μg/g[2]。俄罗斯科学家Ketris和Yudovich在2009年发表了世界范围内煤中铀的背景值为2.4
μg/g[3]。因此，中国煤、美国煤以及世界范围内煤中铀的背景值接近（注：1μg/g为百万分之一）。

　　马可安提到“内蒙新疆的煤炭含有超高的放射性铀，这是无可辩驳的事实，有大量科学论文证实。具体含量多少，有关方面讳莫如深”。事实上，马可安文中提到的内蒙古年产10亿吨的煤、新疆年产1.6亿吨的煤中的铀含量均属于正常范畴，其燃烧不可能引起高铀粉尘。例如，内蒙古煤矿区煤中铀的含量为：

　　内蒙古乌达煤中铀为0.29μg/g[4]、公乌素煤中铀为0.50μg/g[5]、胜利煤田煤中铀为0.31μg/g[6]、黑岱沟煤中铀为3.93μg/g[7]、哈尔乌素煤中铀为3.7μg/g[8]、管板乌素煤中铀为3.74μg/g[9]、乌兰图嘎煤中铀为0.36μg/g[10]、大青山煤田海柳树矿煤中铀为2.51μg/g[11]、阿刀亥煤中铀为3.43μg/g[12]、古西大窑煤中铀为0.22μg/g[4]、大雁煤中铀为0.43μg/g[4]、霍林河煤中铀为3.44μg/g[4]、伊敏煤中铀为0.5μg/g[4]、扎伊诺尔煤中铀为0.88μg/g[4]、元宝山煤中铀为0.29μg/g[4]。这些矿区煤中铀的均值为1.32μg/g，低于煤中铀的背景值。

　　新疆11个矿区煤中铀的含量均值为0.77μg/g，远低于煤中铀的背景值[4]。

　　值得一提的是，煤中铀含量的检测手段非常成熟，公开发表的关于煤中铀的数据在国际学术期刊的资料较多，不存在“有关方面讳莫如深”。马可安说“我遍寻网络，也无法得到任何一个内蒙煤炭到底含铀量多少的确切数字。煤铀兼探做了那么多工作，为什么内蒙煤炭含铀量的数据一个都不见公布？”，我们对具有物理博士学位的马可安博士没能够搜索到相关的众多文献表示非常诧异，请物理博士马可安参见该文后的文献。

　　不否认确实存在一些与煤矿共伴生的铀矿床。新疆伊犁盆地南缘就有一个著名的铀矿床，但是其开发的铀矿层位于砂岩的氧化还原过渡带，而不是煤层；煤中铀的富集极其局限[13]，在更大范围的伊犁盆地中，煤中的铀的含量为较低，例如，Jiang等[14]报导了伊犁盆地10个煤层中铀的含量均值为0.314μg/g。Li等[15]报导了伊犁煤中铀绝大部分小于1μg/g。此类铀矿床属于地浸砂岩型铀矿床，新疆吐哈盆地、内蒙东胜等地也有此类铀-煤矿床。地浸型砂岩铀矿床的开采方式是在天然产状条件下，通过从地表钻进至含矿层的钻孔将按一定比例配好的浸出剂注入到矿层，浸出剂与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀，生成的可溶性化合物溶液经过矿层从另外的钻孔提升至地表进行回收。所开采的铀不存在于煤层中，开采过程煤中铀也不会进入环境。现在开采的砂岩型铀矿床都属于此类型（包括尚未开采的内蒙的大营铀矿）。

　　二、云南宣威的肺癌高发性与煤中铀无关。云南宣威是肺癌高发病区，而当地煤中铀含量仅2.3μg/g[16]，和中国煤中铀的背景值相当，当地煤中的铀与肺癌的发病率并无关联。对于该地区肺癌与燃煤的关系，一些前期究认为宣威肺癌是由煤炭不完全燃烧产生的多环芳烃类物质引起的[17-19]，香港大学田林玮博士和本文作者之一代世峰等人进行了长期的研究[16,20]，认为当地肺癌高发区与煤的燃烧产物（烟尘）中的大量的纳米级石英有紧密联系。马可安将煤中铀和肺癌联系在一起，毫无依据。

　　三、关于煤中铀的异常值。马可安在文中引用黄文辉和唐修义在2002年发表论文中的数据[21]，“某地煤炭样品检测到每公斤25660毫克的铀，即2.5%含量的铀”。实际上，该原始数据来自张淑苓等1984年在《沉积学报》上的数据[22]，此含量是煤中凝胶化组分中铀的含量，而不是整个煤层中铀的含量(注：希望马可安博士看原始文献)。煤中铀、砷等有害元素的含量出现过异常高的值，这都是在特殊的氧化、淋滤富集等地质背景下形成的，其影响范围也非常小，往往只有几十平方米。

　　四、火电厂燃煤引起放射性扩散的说法明显夸大其词。对内蒙古准格尔燃煤电厂的研究表明，92.2%的铀经燃烧后进入了飞灰和底灰（均为固体燃煤产物，前者被除尘器捕集）[23]，而不是释放到空气中；该电厂原煤来自黑岱沟煤矿，其煤中铀含量处于正常水平[7]。

　　五、关于PM2.5中的铀的丰度问题。在准备此文过程中，发现新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心刘飚同志于2015年12月27日就此问题做了回应，现拷贝在此，供参考：“根据相关报道，目前我国雾霾最严重时，空气中PM2.5浓度约1毫克/立方米。煤灰中铀-238浓度低于1贝可/克（国际原子能机构技术报告丛书
No.419，p32），假定PM2.5全是煤灰（实际不可能），雾霾中颗粒物的铀-238活度也小于1毫贝可/立方米。而正常空气中天然放射性氡，过去有，现在有，将来也存在；中国有,世界各国同样有,其活度，联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2008年报告书报道：世界平均值：室外10贝可/立方米，室内40贝可/立方米（还未计其子体活度），即雾霾颗粒物中的铀-238活度，仅为室外空气中天然氡活度的万分之一，仅为居室内空气中天然氡浓度的四万分之一，雾霾颗粒物中的铀-238活度，低于空气中天然氡活度的万分之一，铀-238怎能成为引起雾霾的主要原因呢？！”

　　此外，马可安两篇文章中还存在大量的逻辑和常识性错误，其信口妄言、危言耸听的槽点太多，我们对其脑洞大开的“新科学理论”就不一一列举驳斥了。