每噸30億美元! 嫦娥五號帶回罕見物質, 100噸夠全球人類用1年

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與地球一樣,

月球

也是處於太陽系的宜居帶中。但與充滿生機的地球形成鮮明對比的是,月球一片死寂,表面幾乎沒有大氣,到處都是隕石坑。月表直接暴露在險惡的宇宙環境中,這裡是液態水和生命的禁區。

儘管如此,月球仍然吸引人類前去探索,因為那裡不僅有地球起源之謎的答案,而且還有未來人類迫切需要的一種罕見寶物:氦-3。這種東西在地球上十分罕見,卻在月球表面上廣泛分佈。氦-3的價值估計高達每噸30億美元,不少國家已經盯上了這種東西。那麼,氦-3究竟有什麼重大作用呢?

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2020年,我國發射的

嫦娥五號

成功登陸月球表面,在那裡挖到了1。731公斤的月岩和

月壤

。最終,嫦娥五號帶著這些月球樣品成功返回地球。此次月球取樣任務引發全球科學家的高度關注,這是人類時隔將近半個世紀後再度派探測器上月球取樣。

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今年7月,嫦娥五號樣品進行了首輪分發,我國13所科研機構率先領到了月球樣品,這其中就包括核工業北京地質研究院。該研究機構主要研究鈾礦地質,這一次拿到了50毫克的月球樣品,目標就是尋找並且提取月壤中的氦-3。

氦-3的重大前景在於它們可以作為可控

核聚變

的燃料。目前,科學家在研究的可控核聚變,使用的核燃料是氘(氫-2)和氚(氫-3)。與目前核電站中的重核裂變反應相比,氘和氚的核聚變反應具有輻射小,能量大的優勢。

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儘管氘和氚的可控核聚變是未來的一種清潔能源,但這種反應仍然會釋放出速度非常快的中子,速度可達光速的六分之一。這些快中子攜帶著巨大的動能,不但非常難以控制,而且還會帶走核反應的能量,造成巨大的能量損失。

如果用氦-3作為核聚變燃料,這種核反應將不會產生中子,其產物氦-4和質子都能進行無害化處理。不僅如此,由於不會釋放出快中子而造成能量損失,氦-3的核聚變反應具有最高能量效率。

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據計算,100公斤的氦-3產生的能量足以讓一座10億瓦發電廠發上一年的電。只要消耗100噸的氦-3核燃料,就夠全球人類一年的電力使用。由此可見,氦-3可以顯著減少人類對化石燃料的依賴,有效降低溫室氣體的排放,並大幅提高人類的生產力,讓人類更早進入I型文明(行星級文明)。

雖然氦-3可謂是完美的核聚變燃料,但它們在地球上卻極為稀有。相比之下,月球上有著巨大的氦-3儲量,在月表幾米深的地方儲存著110萬噸氦-3。那麼,月球上豐富的氦-3是哪來的呢?

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氦-3來自於太陽風,由於月球沒有大氣層,所以攜帶著氦-3的太陽風正面轟擊月球表面。經過長達45億年的積累,月球表面儲存了大量的氦-3。而地球由於大氣層的存在,來自太陽風的氦-3無法來到地球上。

如果月球上的這些氦-3能夠為人類所用,我們將能有效解決能源危機問題,人類文明必將更上一個臺階。不過,有些人可能擔心月球上的氦-3不夠多,會不會不夠人類用多少年。

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事實上,太陽系的其他星球上也有豐富的氦-3,比如水星,它沒有大氣,離太陽很近,遭受氦-3的轟擊更強烈,它的氦-3儲量估計是月球的9倍。此外,木星、土星這樣的氣態巨行星中也有豐富的氦-3。

考慮到氦-3的巨大應用前景,不少國家已經在醞釀去月球開採氦-3的計劃。如果能夠率先掌握氦-3提取技術,將會在開採氦-3方面佔得先機。可以預見,人類將會在月球上建造基地,從月壤中提取出氦-3,同時還能得到不少的氫氣、氧氣,這些能源都能被運回地球。正因為如此,我國希望能夠從帶回的月壤中,開發出提煉氦-3的技術。

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按照計劃,我國還會發射嫦娥六號、八號等探測器去月球不同的地方取樣返回。在本世紀30年代前後,我國將有能力實施載人登月任務。此後,我國還將在月球上建造基地,甚至是永久性載人月球基地。

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