近日,我國航天宣布我國科學家在嫦娥5號月球樣品中發現了一種新礦物,並將其命名為「嫦娥石」,英文名為Changesite-(Y),該命名已經得到國際的認同,這是人類登陸月球以來發現的第6種月球新礦物。
嫦娥石到底是個什麼東西?裏面含有什麼?相信屏幕前的你一定感到好奇,2022年9月11日,英國媒體《商業內幕》的一篇報道揭秘了我國新發現的月球礦物「嫦娥石」,稱該礦物裏面含有氦-3氣體(He-3)。
《商業內幕》報道:從月球岩石顆粒中發現的新礦物嫦娥石呈柱狀晶體,類似水晶,屬磷酸鹽礦物,該礦物含有氦-3,這可能成為人類未來的能源,中國因此而計劃在未來10年內執行三次無人登月任務。
其實,我國早就宣布過嫦娥5號樣品中含有令人欣喜若狂的物質氦-3,整個地球氦-3隻有500公斤,但月球上的氦-3儲量超過100萬噸,氦-3最初來自超級太陽風,月球是高真空環境,鬆散的月壤便於接收和儲藏氦-3,所以,嫦娥石礦物中含有氦-3,這早就是意料之中的事情。
氦-3是什麼?目前,地球上人類能源主要分為兩大類,一類是傳統能源,另一類是新能源,煤、石油、天然氣屬於傳統能源,傳統能源能對空氣和周圍環境造成嚴重污染,被認為是導致全球變暖的主要罪魁禍首。
風能、生物能、太陽能、水能、地熱能都屬於新能源,新能源最大的特點是不會對周圍環境造成污染,被稱為綠色能源,其實核能也是一種綠色新能源,因為在正常情況下,使用核能不會污染周邊環境。
世界上核電站最多的國家是美國,目前有99座正在運營的核電站,5座正在建造中的核電站,其次是法國,法國有59座正在運營的核電站,僅次於法國的是日本,目前日本擁有57座核電站,比我國核電站還多。
目前,全球所有核電站使用的都是核裂變能量,核裂變以鈾-238、鈾-235、鈈作為核反應堆材料,以中子撞擊鈾原子核,使原子核分裂成多個質量較小的原子核,同時釋放二個到三個中子和極大能量。
釋放出來的中子又撞擊其他的鈾原子核,鈾原子核分裂,同時釋放中子和能量,鏈式反應一直持續下去,直到所有鈾原子反應結束,只不過核電站有效控制了核反應堆的反應速度,使其慢慢釋放能量。
「核電」聽起來高大上,但實際上並不盡人意,2021年,美國99座核電站總發電量為7781.52億千瓦時,佔比僅為18.91%,平均每座核電站發電78.6億千瓦時,我國三峽發電站2021年累計發電1036.49億千瓦時,等於美國13座核電站。
不過核聚變能解決這個問題,同等質量的核聚變能是核裂變能的數倍,現在是4倍,理想狀態下可達158倍,核聚變材料主要是氫的同位素氘和氚,多個氘原子核結合形成一個質量更大的原子核,釋放巨大能量和中子。
氫彈中就是使用的核聚變技術,不過核聚變並沒有用在核電中來,是因為技術還不成熟,但是核聚變民用化只是時間問題。
搞核電最令人擔憂的就是「核泄漏」,前蘇聯的切爾諾貝利事故和日本的福島核電站事故都是令人不寒而慄的先例,一旦核泄漏,會污染成百上千平方公里的面積,因為核材料釋放出大量微觀粒子流,即核輻射。
氦-3是一種理想的核聚變材料,代替氘和氚參與反應時,不釋放中子,沒有輻射,不損失能量,只將所有能量轉化為巨大熱量,100噸氦-3能滿足人類1年的能源需求,月球上100萬噸氦-3能滿足1萬年能源需求。
不釋放中子,沒有輻射,氦-3使用起來非常安全,是一種相對安全的未來能源,前景極被看好,這也使得氦-3價值不菲,有科學家評估,氦-3價值每噸約190億美元,比黃金還貴很多倍,誰先擁有氦-3,誰就可以掌握未來世界。
而現在「嫦娥石」中就含有氦-3,至於氦-3含量多少,目前還有待我國科學家的進一步研究,總之,月球上的氦-3是是人類垂涎欲滴的未來能量。
未來,我們可以在月球開採「嫦娥石」礦石,然後將礦石運回地球提煉氦-3,也可以在月球上直接提取氦-3,我國的核能研究機構也獲得了一份嫦娥5號月球樣品進行研究,研究氦-3的提取技術和核反應技術。有趣有料的科學內容請關注唯一的微信公眾號:有趣探索#嫦娥石#