將從嫦娥六號取回的月背樣品中進行氦-3的相關研究

2024年05月15日21:25:36 科學 1491

地球上的氦-3儲量稀少,無法大量用作能源。但根據月球探測的結果,月球上的氦-3含量估計約100萬噸以上,而100噸的氦-3能夠提供全世界使用一年的能源總量,氦-3是清潔安全的核聚變燃料之一。

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氦-3參與的核聚變

月球上的氦-3主要來自太陽風,太陽風富含氦-3,而月球沒有磁場來阻擋這些粒子,使得氦-3能夠深入月球表層,月球作為太陽風粒子的收集器,長期暴露在太陽風中的月球表面,特別是月球的背面,其氦-3含量比地球豐富得多。由於背離地球,吹向月背的太陽風沒受到地球的阻擋,背面比正面也更少受到地球磁場的影響,因此月背的氦-3積累得更為豐富,所以檢測月球背面的氦-3意義重大。

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月球具有豐富的氦-3

本次嫦娥六號將從月球背面取回樣品,回到地球後這些樣品將被科研人員進行詳細研究,其中一個重要方向是研究在月球環境下提取氦-3的最佳方法。上次嫦娥四號和月兔2號到了月背,因為沒有為科研人員取回月壤樣品,這方面做的工作也許不多。

雖然上次嫦娥五號取回了月球正面的樣品,但是月球正面和背面的氦-3分布不一樣,包含氦-3的礦產品種和含量也許不一樣。因此有必要對取回月背的樣品進行研究。

我們看一下中國科研人員對嫦娥五號取回的月球正面樣品做了些什麼氦-3的研究。通過公開的網路資料獲知中國的科研人員發現在嫦娥五號的月球樣品中,含有豐富的氦-3。通過一年的試驗與對比,研究團隊確定了月壤中氦-3的含量。

除了檢測氦-3含量與礦物種類的關係,科研團隊還檢測了氦-3最佳的萃取溫度,為今後氦-3的開採提供重要數據支撐。

中核集團核工業北京地質研究院(核地研院)分析測試研究所科研人員稱:我們就要看一看在多少溫度條件下可以把氦-3百分百「刺激」出來,因為溫度低的話可能萃取不完全,溫度高的話又是資源浪費。所以就是要從節約能源的條件下,在最低溫度保證氦-3全部能萃取出來,我們就把溫度給確定了下來。

核地研院月球樣品使用責任人認為,通過研究,有望查明制約氦-3等聚變元素核素吸附能力的月壤成熟度等關鍵科學問題,初步闡明嫦娥五號月壤樣品中氦-3的富集特徵及機制;釐定嫦娥五號月壤樣品中氦-3的逸出特性和最佳提取溫度;查明月壤樣品的主、微量元素含量特徵及對氦-3含量的制約;為估算月球氦-3資源量和探索月球氦-3利用可行性提供科學數據支撐。

以上是中國科研人員對月球正面月壤樣品的氦-3研究。鑒於月背的氦-3含量更加豐富,我們可以期待中國科研人員對嫦娥六號取回的月壤樣品將展開更富有成效的研究,並且由於擁有月球正面和背面的數據,使得整個月球表面的氦-3研究具有完整性。

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嫦娥六號

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