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中国在月球发现了终极能源?

“谁先拥有氦-3,谁就可以掌握未来世界的能源。”


嫦娥石理想晶体结构图。
图源:中核集团核地研院

去年9月9日,中国科学家在嫦娥五号发回的一个月球样本中发现了嫦娥石,它并不是一次普通的月球新矿物发现。

嫦娥石中含有氦 3,这是一种人类的梦幻元素,因为它是最佳的核聚变燃料。

科学家评估,氦-3价值每吨约190亿美元,比黄金还贵很多倍。

“谁先拥有氦-3,谁就可以掌握未来世界的能源。”不少全球科技媒体评价。

核裂变是从原子核分裂中获得能量, 而核聚变则是通过将原子核结合而释放能量。 核聚变产生的能量是核裂变的4倍。

在核聚变反应中,氢的三种同位素与氦-3聚变释放出的能量是所有核聚变反应中最大的。

氦-3也是氦的一种同位素,它是氦的唯一稳定同位素,质子比中子数量多。

理论上来说,氦-3和氘的核反应导致的结果是,每克氦-3产生165兆瓦的能量。

整个纽约每日用电大约11000兆瓦——这包括所有房子、照明、广场以及地铁。

如果为纽约提供一整天用电,大约需要66克的氦气-3。而25吨的氦-3就够美国用一年了。

而且,因为使用氦-3的热核反应堆中没有中子产生(纯氦-3融合热核反应只会产生带正电的质子),故使用氦-3作为能源时不会产生无法屏障的辐射,不会为环境带来危害。

因此氦-3是核聚变最理想的燃料。

但是因为地球上的氦-3储量稀少,无法大量用作能源。

氦-3通常在无大气层或者大气极其稀薄、磁场不能太强并离恒星较近的天体中相对分布较多,这是因为恒星风中的氕核与氘核聚变生成的氦-3容易被抛射到行星表面土层上。

而根据月球探测的结果,月球上的氦-3含量估计约100万吨以上。而水星的氦-3资源约可能又是月球的9倍。

这项发现的价值可高达1.5万亿美元。

中国的嫦娥五号于 2020 年登陆月球,收集了大约四磅的岩石,并在几天后将它们带回了地球。

中核集团核工业北京地质研究院创新团队,通过X射线衍射等一系列高新技术手段,在这些岩石包含的十四万个月球样品颗粒中,分离出一颗粒径约10微米大小的单晶颗粒,并成功解译其晶体结构。

这种无色矿物有点类似钻石,但直径只有10微米,比头发丝还细。

这就是嫦娥石。经国际矿物学会(IMA)新矿物分类及命名委员会(CNMNC)投票通过,确证为一种新矿物:Changesite——(Y)。

这是中国在月球上发现的第一个新矿物,也是在月球样本中发现的第六种新矿物。

我国也成为继美国和俄罗斯之后,成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。

中科院、教育部、自然资源部、中核集团等多个单位获批承担月球样品研究工作,国外科学家、留学生也参加了联合研究。

目前已在岩浆分异、太空风化、氦﹣3气体以及生物能转化等方面取得最新成果,对认识月球起源与演化,探寻月球资源的有效利用,以及实现“零能耗”的地外环境和生命支持系统,都具有重要启示意义。

据估算,月球上有1.1百万吨的氦-3。这种能源是全球真正的清洁能源。

但是使用氦-3的核聚变要实现规模化,仍需要时间。

新的淘金热已经开始,不过这次是在月球。

中国将在未来10年内继续执行三次无人登月任务。

我国的核能研究机构正在继续研究氦-3的关键提取技术和核反应技术。

未来,我们可以在月球开采“嫦娥石”矿石,然后将矿石运回地球提炼氦-3,也可以在月球上直接提取氦-3。


显微镜下的嫦娥石
图源:technews.com

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