月球|每吨30亿美元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨够全球人类用1年


月球|每吨30亿美元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨够全球人类用1年
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月球|每吨30亿美元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨够全球人类用1年
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与地球一样 , 月球也是处于太阳系的宜居带中 。 但与充满生机的地球形成鲜明对比的是 , 月球一片死寂 , 表面几乎没有大气 , 到处都是陨石坑 。 月表直接暴露在险恶的宇宙环境中 , 这里是液态水和生命的禁区 。
尽管如此 , 月球仍然吸引人类前去探索 , 因为那里不仅有地球起源之谜的答案 , 而且还有未来人类迫切需要的一种罕见宝物:氦-3 。 这种东西在地球上十分罕见 , 却在月球表面上广泛分布 。 氦-3的价值估计高达每吨30亿美元 , 不少国家已经盯上了这种东西 。 那么 , 氦-3究竟有什么重大作用呢?
2020年 , 我国发射的嫦娥五号成功登陆月球表面 , 在那里挖到了1.731公斤的月岩和月壤 。 最终 , 嫦娥五号带着这些月球样品成功返回地球 。 此次月球采样任务引发全球科学家的高度关注 , 这是人类时隔将近半个世纪后再度派探测器上月球采样 。
今年7月 , 嫦娥五号样品进行了首轮分发 , 我国13所科研机构率先领到了月球样品 , 这其中就包括核工业北京地质研究院 。 该研究机构主要研究铀矿地质 , 这一次拿到了50毫克的月球样品 , 目标就是寻找并且提取月壤中的氦-3 。
氦-3的重大前景在于它们可以作为可控核聚变的燃料 。 目前 , 科学家在研究的可控核聚变 , 使用的核燃料是氘(氢-2)和氚(氢-3) 。 与目前核电站中的重核裂变反应相比 , 氘和氚的核聚变反应具有辐射小 , 能量大的优势 。
尽管氘和氚的可控核聚变是未来的一种清洁能源 , 但这种反应仍然会释放出速度非常快的中子 , 速度可达光速的六分之一 。 这些快中子携带着巨大的动能 , 不但非常难以控制 , 而且还会带走核反应的能量 , 造成巨大的能量损失 。
如果用氦-3作为核聚变燃料 , 这种核反应将不会产生中子 , 其产物氦-4和质子都能进行无害化处理 。 不仅如此 , 由于不会释放出快中子而造成能量损失 , 氦-3的核聚变反应具有最高能量效率 。
据计算 , 100公斤的氦-3产生的能量足以让一座10亿瓦发电厂发上一年的电 。 只要消耗100吨的氦-3核燃料 , 就够全球人类一年的电力使用 。 由此可见 , 氦-3可以显著减少人类对化石燃料的依赖 , 有效降低温室气体的排放 , 并大幅提高人类的生产力 , 让人类更早进入I型文明(行星级文明) 。
虽然氦-3可谓是完美的核聚变燃料 , 但它们在地球上却极为稀有 。 相比之下 , 月球上有着巨大的氦-3储量 , 在月表几米深的地方储存着110万吨氦-3 。 那么 , 月球上丰富的氦-3是哪来的呢?
氦-3来自于太阳风 , 由于月球没有大气层 , 所以携带着氦-3的太阳风正面轰击月球表面 。 经过长达45亿年的积累 , 月球表面储存了大量的氦-3 。 而地球由于大气层的存在 , 来自太阳风的氦-3无法来到地球上 。
如果月球上的这些氦-3能够为人类所用 , 我们将能有效解决能源危机问题 , 人类文明必将更上一个台阶 。 不过 , 有些人可能担心月球上的氦-3不够多 , 会不会不够人类用多少年 。
事实上 , 太阳系的其他星球上也有丰富的氦-3 , 比如水星 , 它没有大气 , 离太阳很近 , 遭受氦-3的轰击更强烈 , 它的氦-3储量估计是月球的9倍 。 此外 , 木星、土星这样的气态巨行星中也有丰富的氦-3 。
【月球|每吨30亿美元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨够全球人类用1年】考虑到氦-3的巨大应用前景 , 不少国家已经在酝酿去月球开采氦-3的计划 。 如果能够率先掌握氦-3提取技术 , 将会在开采氦-3方面占得先机 。 可以预见 , 人类将会在月球上建造基地 , 从月壤中提取出氦-3 , 同时还能得到不少的氢气、氧气 , 这些能源都能被运回地球 。 正因为如此 , 我国希望能够从带回的月壤中 , 开发出提炼氦-3的技术 。
按照计划 , 我国还会发射嫦娥六号、八号等探测器去月球不同的地方采样返回 。 在本世纪30年代前后 , 我国将有能力实施载人登月任务 。 此后 , 我国还将在月球上建造基地 , 甚至是永久性载人月球基地 。