1吨200亿!嫦娥五号发现新物质,100吨可供全球用1年,如何获取?


1吨200亿!嫦娥五号发现新物质,100吨可供全球用1年,如何获取?


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2020年12月17日 , 我国嫦娥五号月球探测器 , 带着采集到的1731克月壤 , 成功降落地球 , 看上去数量虽然不多 , 但相比当年对着0.5克月壤进行研究 , 这已经是天翻地覆般的进步了 。
我国科研人员历时一年多研究分析之后收获颇丰 , 在月壤中发现一种稀缺物质 , 100吨该类物质产生的能量可供全球使用1年 , 其价值更超过200亿元/吨 。 这种价值连城的物质是什么?具体有何用途?又如何才能为人类所用呢?

这次的重大发现 , 是由中国科学院宁波材料技术与工程研究所、航天五院钱学森实验室、中国科学院物理研究所和南京大学等联合团队共同发布的 。 研究人员发现一些月壤颗粒表面覆盖着玻璃状晶体 , 而这些“玻璃”内部存在氦-3气体形成的气泡 。
氦-3在地球上是一种非常稀缺的元素 , 估计储量仅为0.5吨左右 , 而研究人员分析 , 月球上可能至少存在100万吨 。 另据成都科协介绍 , 每吨氦-3价值超30亿美元 , 按目前汇率计算 , 每吨超过200亿元人民币 。

一边是0.5 , 一边是100万吨 , 为何近在咫尺的两个星球 , 储量会相差如此巨大呢?
据研究人员介绍 , 氦-3主要来源于太阳风 , 地球因为有磁场和大气保护 , 太阳风难以抵达地面 , 导致氦-3的储量非常少 。 而月球则不存在磁场和大气层 , 太阳风可以直接降落到月球表面 , 携带的氦-3就被保存下来 , 储量超过地球也就不奇怪了 。 这意味着 , 月亮晒晒太阳就能获得氦-3 , 轻轻松松实现“躺赢” 。

氦-3到底有何用处呢?在现有科技条件下 , 氦-3被认为是最理想的核聚变材料 。
它是氦元素的一种同位素 , 可以用于核聚变 , 为人类提供巨大能量 。 我们以年发电量100万千瓦的电站为例 , 火力发电需要耗费200万吨煤 , 而采用核裂变技术的核电站 , 需要30万吨核燃料 , 如果通过核聚变技术来发电 , 只需要0.6吨核燃料就足够了 。

据统计 , 100氦-3进行核聚变所能提供的能量 , 就可以满足全球一年的需求 , 而月球上的100万吨氦-3 , 按目前数据计算可满足人类一万年的能源需求 。
更重要的是 , 这种能源是真正的清洁能源 , 在核聚变过程中不会产生中子 , 也就没有二次辐射危险 , 堪称绿色环保无污染 。 不像现在的核电站一样会产生大量核废料 , 需要进行非常复杂的后续处理 , 如果像切尔诺贝利或日本福岛那样发生事故 , 更可能带来巨大的灾难 。

目前 , 中国是世界上最有希望率先将核聚变用于现实的国家 , 2021年12月底 , 在中科院团合肥物质科学研究院的等离子体物理研究所 , 实验人员通过全超导托卡马克核聚变实验装置(又称“人造太阳”) , 实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行 , 这是目前世界上该装置运行的最长时间 , 参与试验的科研人员表示 , 乐观估计2035年这一技术即可投入商用 , 到时氦-3就真正有了用武之地 。

其实 , 月球上存在氦-3并不是新发现 , 二十世纪中后期人类就知道月球上有这个宝藏了 , 在二十世纪末 , 还兴起过一轮“月球淘金热潮” 。 不过当时科学家普遍认为 , 氦-3与月壤颗粒紧密融合在一起 , 必须借助700度以上的高温 , 才可能将氦-3提取出来 。 在地球上制造一个700度高温的环境非常简单 , 但想要将它搬到月球上 , 就不是现代科技所能实现的了 。

再加上当时核聚变技术主要停留在理论层面 , 因此人们认为氦-3暂时不具备开采条件 。 但现在随着核聚变技术突飞猛进 , 以及我国科研人员发现氦-3以气泡形式存在 , 彻底改变了过去的认知 。 我国科研人员发现 , 月壤中钛铁矿颗粒表面存在一种非晶玻璃 , 直径大约为5至25纳米的氦-3气泡 , 就存在于玻璃与矿粒的交界处 , 并不是像之前认为的那样与矿物融合在一起 。

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