我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗?

2022年09月13日15:20:30 科学 1818

月壤虽然不含有机物,无法种菜,但在9月9日,我国自嫦娥五号成功从月球采样返回之后,又宣布了一个重大消息,中核集团首次成功获得嫦五月壤中的未来聚变能源资源—氦-3含量及提取参数条件,为我国月球资源评价和开发提供了基础科学数据。而在此前,核工业北京地质研究院的科学家们,也在分给他们研究的月球样本中,发现了氦3的踪迹。

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时间就快进到要去月球上采矿的程度了?

有种观点认为嫦娥五号降落在风暴洋吕姆克山以北地区的天船基地,就是直奔月球的氦3资源富集区,而预计在2023年或者2024年发射的嫦娥七号,准备着陆的月球南极地区,也是含氦3较多的区域。美国之所以急着重返月球,就是为了和我们争夺氦3富集区,这也是近些年各国纷纷展开探月和登月计划的真正原因和动力,而我国已明确规划了在2035年建立月球基地,并实现可控核聚变初步商用化。

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美国着急重返月球是为了抢氦3富集区?

说到氦3,这是一个非常理想的核聚变材料,纯氦-3融合热核反应只会产生带正电的质子,没有中子产生,这也就意味着使用氦-3作为能源时不会产生无法屏障的辐射,不会给环境带来危害。同时,氦-3聚变释放出的能量也是所有核聚变反应中最大的,非常适合作为未来航天器的动力来源。

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我国核聚变实验装置EAST

而我们所能接触到的氦3,主要来源于太阳风中的高能粒子,不同的是地球由于有磁场和厚厚的大气层,所以将太阳风中的高能粒子都挡在外面了。而月球、水星由于没有磁场和大气层,太阳风中的高能粒子能够直接轰击它的表面,所携带的氦3自然也就留存在它们的土壤中了。根据各国月球探测的结果,月球上的氦3含量估计约100万吨以上,而水星的氦-3资源,预计为月球的9倍左右。当然,以人类目前的航天科技,水星太远,那么月球就是最为理想的氦3开采目标了。

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氦3主要来源于太阳风中的高能粒子

不过,开采月球上的氦3看起来很美好,非常激动人心,但理论和现实还有很远的距离。首先,氦3聚变条件相当苛刻,属于第三代核聚变技术,现在人类连第一代核聚变,也就是氘-氚核聚变都没有完全掌握,距离需要大规模开采氦3还为时尚早。

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核聚变反应堆

而如果人类掌握了第三代核聚变技术,需要大规模开采氦3时,太阳系内的星际旅行已经成为家常便饭,到时候可以去氦3资源更丰富的水星,或者直接吸取太阳的能量,为何还要盯着月球不放?另外,掌握第三代核聚变技术之后,直接等氚衰变就行,而氚本身用锂在中子轰击下制取,也可以获得氦3,也比去月球上开采方便多了。

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月球采矿变成了月球刮土

其次,由于月球上的氦3是太阳风中的高能粒子直接轰击月壤而留存下来的,这意味在月球上开采氦3,需要大量刮取月壤的表面,根据印度航天专家的测算,月壤表层的氦3浓度大约为2-15PPB,也就是2/1,000,000,000到15/1,000,000,000,一堆零的背后,代表着非常稀少,也就是需要刮取数十吨月壤,才能提取几十克氦3,耗费如此巨大的成本,获得的只是“鸡肋”,如何能够实现利润,让地月经济圈有利可图?

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即使能采,也要考虑成本和利润

如此看来,怪不得有观点质疑去月球采集氦3的说法,只是各国航天界为人类持续探月和登月而“编造”出来的理由。不过,月球上可不只有氦3,通过分析嫦娥五号取回的月壤样品,我国科学家还发现了其他4种月球上独有,或者在地球上分布非常稀有的矿物,比如钛矿,通过嫦娥五号带回来的标本,科学家们预计整个月球上的钛矿储量超过100万亿吨,而钛在地球上的储量只有20亿吨。除此之外,月球上还有其他100多种金属矿产资源,只要能够抵消开采和运输的巨大成本,还是大有可为的。

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