鉿資源分佈及產量
【全球鉿資源儲量分佈情況】
- 鉿在地殼中的含量為3ppm，在地殼中含量位於45位。鉿總是與鋯共生，所有含鋯的礦物都含有鉿。鉿主要賦存在鋯英石中，當鉿的含量達到一定程度時，可形成獨立礦物鉿石(HfSiO4)，其氧化鉿(HfO2)含量可達69％～78％。工業上用的鋯石中鉿含量為0.5%～2%，次生鋯礦中的鈹鋯石中鉿含量可高達15%，變質鋯石曲晶石中HfO2含量達5%以上。鈹鋯石和曲晶石這兩種礦物的儲量少，工業上尚未採用。此外，鹼性岩中鋯石的鉿含量比花崗岩中鋯石的鉿含量低，偉晶岩中可以出現富鉿鋯石(Hf02在5％以上)和鉿石。除了與鋯礦石共生外，鉿與鈧及釔族稀土元素也常常伴生，故鉿與鋯比值高的礦物常常含有鈧及釔族稀土元素，如鈧釔石等。
- 根據美國地質調查局2009年釋出的資料，世界鉿資源總量估計超過100萬噸，鉿資源儲量豐富的國家有澳大利亞、南非、美國、巴西和印度。我國廣西有北流市隆盛鋯英石礦和博白老虎頭高嶺土礦伴生鉿礦2處，保有資源儲量(金屬)1232噸，居我國首位。其中北流市520鋯英石礦床鉿資源儲量(金屬)達1221噸。
【全球鉿產量情況】
- 根據小金屬貿易協會發布的資料，世界鉿主產國為法國、美國、俄羅斯和烏克蘭。2012年，法國和美國鉿產量約佔全球總產量的94%。
鉿用途和應用領域
【電子材料】
- 由於鉿容易發射電子，所以可用作X射線管的陰極。此外，鉿和鎢或鉬的合金也被用作高壓放電管的電極。據2012年報道，英國劍橋大學工程系的安德魯•弗洛維特領導的研究團隊研製出一種介電常數更高的新式氧化鉿，有望用於製造下一代更微型的電子裝置、光伏製造裝置以及更高效的光伏電池等。
【原子能工業】
- 金屬鉿具有優良的焊接效能、加工效能、耐高溫抗腐蝕效能，因而成為了原子能工業重要材料。鉿的熱中子捕獲截面大，是較理想的中子吸收體，可作原子反應堆的控制棒和保護裝置。
【化學領域】
- 鉿可作為很多充氣系統的吸氣劑。鉿吸氣劑可除去系統中存在的氧、氮等不需要氣體。此外，鉿具有很強的抗揮發性，常用作液壓油的新增劑，防止在高危作業時候液壓油的揮發。
【合金材料】
- 鉿具有延展性、抗氧化性和耐高溫等特性，也是一種良好的合金材料，被應用到多種合金中。如含鉿10％的鉿鈮合金可用作登月火箭噴嘴，而含鉿2％的鉭鎢合金由於具有高蠕變強度，可用作宇宙飛船的防護層材料。
鉿--能源爭議
【鉿：能源爭議】
- 德克薩斯州大學的物理學教授卡爾•柯林斯(Carl Collins)一直在從事核同質異能素的研究。1998年，他聲稱同核異能素鉿-178m2受到X射線的轟擊後可以釋放巨大的能量，其能量比化學反應高5個數量級，但比核反應低3個數量級。Hf178m2在相似的長壽命同位素中壽命最長，半衰期長達31年，因此其天然放射性活度約為1.6萬億貝克勒爾。1999年，柯林斯在《物理評論通訊》期刊上發表文章稱這個實驗是成功的，他已能夠觸發鉿同質異能素釋放γ射線。但是很多科學家對他的實驗結果持懷疑態度，認為柯林斯的實驗結果違反了物理原理，因為核被認為是不受電磁輻射影響的。此外，批評者也對他的統計精度持懷疑態度，認為誤差範圍太大。2006年，Collins提出利用誘發伽瑪射線發射使Hf178m2釋放能量的方法，但有科學家在理論上證明了這種反應不可能實現。如今，Hf178m2在學術界被普遍認為不能作為能源來源。
【連結•伽馬炸彈】
- 1998年，德克薩斯州的物理學教授卡爾•柯林斯(Carl Collins)宣稱他從X射線機中檢測到了鉿-178的伽馬射線發射。柯林斯認為，用於轟擊的X射線平均能量約40千電子伏特，而每個鉿-178m2衰變放出γ射線能量達2.5兆電子伏特，放出能量是輸入能量的60倍。1克鉿-178m2的能量瞬時全部釋放，將產生相當於300千克TNT炸藥的爆炸能量。假如能夠得到一定數量的鉿-178m2，就有可能利用這個原理做成炸彈。鉿-178m2蘊含的能量明顯小於同樣質量的裂變物質，但卻大大高於高能炸藥，並且不產生放射性。因此從理論上說，可以用鉿-178m2製造出體積很小、威力介於常規高能炸藥和核武器之間的炸彈。這種鉿彈以金屬鉿為原料，在同步加速器中獲取鉿的同質異能素，再將鉿同質異能素中的高能量γ射線源作為能量用於武器。
- 九十年代末，美國軍控署首席專家齊莫爾曼就“鉿彈”向賈森國防顧問集團(Jason Defense Advisory Group)進行諮詢。賈森國防顧問集團中的科學家經過試驗得出結論是X射線的實驗並沒有成功地展示了一個增強的衰減率，並且由於能量耗散，一個成功觸發也不會引發必要的連鎖反應。此外，為了保護攜帶者免受鉿放射性影響，用鉿製造的武器也需要笨重的防護裝置，這樣一來就無法制造小型炸彈。
- 2001年，美國勞倫斯•利弗莫爾實驗聯合洛斯•阿拉莫斯國家實驗室、阿貢國家實驗室的科學家採用阿貢實驗室的強大的X射線源，重複了上述實驗，但他們沒能觀測到任何有用的訊號。柯林斯認為阿貢實驗室科學家失敗的原因在於其使用的X射線能級不對。三個實驗室的科學家又進行了一次實驗，結果同樣沒有任何收穫。柯林斯將這次失敗歸因於試驗細節出了問題。
- 就在科學家對柯林斯的研究成果爭論不休時，鉿彈的研發逐漸受到美國軍方和美國中央情報局的關注。在美國軍方想利用柯林斯的研究成果造一顆發射高能γ射線的鉿彈之前，里根政府所提出的星球大戰計劃就想設計出大功率γ射線鐳射器，以有效攔擊來襲導彈。柯林斯的研究計劃也因此受到五角大樓的青睞和資助。他們認為，鉿有可能用於建造威力更大的炸彈，或者用來製造小型炸彈，並且用鉿作武器，不涉及原子核的裂變，不會產生放射性碎片，因而也不會違反國際上現行的限制核武實驗公約。
- 2002年美國國防部將“伽馬射線武器”專案列入了“軍事關鍵科學技術”計劃，設定了一項2年撥款3000萬的鉿同核異能素計劃，建立了專門研究鉿-178m2生產問題的小組。該專案的研究內容是用X射線轟擊、觸發同核異能素鉿-178m2，使它以γ射線的方式釋放能量，並利用這個原理做成武器。
- 但是科學家不僅對“伽馬彈”的製造原理存在爭論，對“伽馬彈”能否成為實用的武器也存在不同看法。一些人認為現階段的技術水平很難生產足夠量的鉿-178m2，而且成本會很高。即使鉿-178m2能生產出來，能用X射線觸發衰變，能否做成武器也還有許多關鍵問題要解決。對“伽馬彈”的爭論一直延續至今，到目前為止，還沒有任何實質性的研究結果。
