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月球挖回来的土,为什么借给了核工业?
月球,核聚变,核工业月球挖回来的土,为什么借给了核工业?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
月球挖回来的土,为什么借给了核工业?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
我国花了那么多,财力物力、人力、财力登上月球,好不容易才把月球上的土壤带回地球,这么重要的资源不拿去做一些顶尖的科学研究,难道拿去种田吗?
不过玩笑归玩笑,我们回归到正题上来,实际上目前月球土壤已经分为多份发放给不同的部门。
这次嫦娥号带回来的月球土壤有限,最终来自13所科研机构的30份申请获得通过,发放总量共17476.4毫克,这里面主要以一些科研院所以及高校为主,比如核工业北京地质研究院就借到了50毫克。
那为什么中国核工业能够申请到月球土壤样本呢?这里面最核心的目的就是研究月球上土壤中的氦-3资源。
能源是人类不可或缺的一种资源,因为不论是生活、工业还是其他行业都离不开能源。
但是目前地球上的能源构成主要以煤炭、石油、天然气、水电、风电、太阳能、核电为主,这里面有很多都是不可再生资源,甚至有些资源只够人类使用几百年。
这里面核电是效率最高,而且最清洁的能源之一,但是目前全球的核电站全部都是核裂变,核裂变潜在的风险是比较大的,万一发生核泄漏就会造成很大的影响,就像苏联切尔诺贝利核泄漏以及日本福岛核泄漏一样。
而为了改变核裂变的这种局限性,现在全球一些主要国家都在研究核聚变,相比于核裂变来说,核聚变效率更高,而且更加安全。
一旦人类掌握核聚变之后,就可以源源不断地供应大量的能源,甚至可以在汽车上安装一个小型核聚变,到时都不用充电或者加油了。
但目前制约全球核聚变研发的不仅仅是技术,还包括原材料,核聚变的原材料比较少,其中最主要的原材料就是氘和氚。
其中氘可以直接从海水当中提炼,但氚这玩意就不好提炼了,人工实验室制作一克氚就需要耗费几亿美元,这种成本太昂贵了,不具有现实推广意义。
当然核聚变除了氘氚反应之外,还有氘氦-3反应,而且这种反应比氘氚反应能量更大,只需要100吨氦-3就可以满足全球一年所有的能源需求。
但目前地球上自然存在的氦-3非常少,但月球则不同,月球有大量的氦-3资源,这种氦-3来源于太阳,太阳风带着氦-3向周边扩散,但是因为地球有大气层阻挡,所以氦-3没法达到地球,相反月球没有大气层,所以氦-3就散落在月球表面,经过几十亿年的积累,目前月球上的氦-3存储量至少达到100万吨以上,这个存储量足够人类使用1万年以上。
虽然目前人类还没有掌握成熟的核聚变技术,但现在不掌握并不代表着未来不掌握,一旦未来人类掌握核聚变技术了,那么如何获取材料就是一个头等大事。
这时候人类就把目标盯上了月球,月球上拥有这么丰富的氦-3资源,这是非常大的一个宝藏,肯定是未来全球各国的必争之地。
所以这次核工业地质研究所拿月球土壤去研究,其实也主要研究这个土壤里面是否含有氦-3成分,以及氦-3的结构等等,
这次核地研院科研人员将聚焦月壤中的氦-3资源,开展月壤成熟度、月壤中的氦-3含量、月球化学及矿物组成对氦-3的制约、氦-3气体最佳提取参数等5个科学问题开展实验研究,为月壤的形成机制、太阳风历史、以及未来月球资源潜力评价与开发可行性研究提供基础数据。
回答于 2019-09-11 08:43:50
为了氦-3,月球上最值得开发的资源
7月12日,嫦娥5号采取的月球“土特产”第一批科研样品发放仪式在北京举行,国内13所科研机构,总共领取17.4764克。这十三家科研机构分别是,核工业北京地质研究所、中国空间技术研究院、中国地质科学院地质研究所、中国地质大学(北京)、中国地质大学(武汉)、中国科学技术大学、中山大学、中科院地球化学研究所、中科院地质与地球物理研究所、中科院广州地球化学研究所、中科院国家空间科学中心、中科院南京地质古生物研究所、中科院紫金山天文台。
中国核工业集团北京地质研究所位列其中,不久之后,中核集团官方公众号发文中提到,“科研人员将聚焦月壤中的氦-3资源,开展月壤成熟度、矿物组成、氦-3丰度及提取参数等实验研究,为未来月球资源潜力评价与开发利用提供基础数据。”原因和目的已经交代的很明白了,是直接奔着研究月球氦-3资源去的。
氦-3是氦的同位素,由两个质子和一个中子组成。原子核由在太阳系内其主要是由太阳在核聚变过程中,氕与氘进行核聚变结合生成,大部分氦-3会继续聚变为氦-4,但有少部分氦-3会脱离反应区上升到太阳表面,最后通过太阳风吹向太空。由于地球有磁场和厚厚的大气层保护,太阳风中的氦-3不会到达地球表面,而月球没有磁场和大气层保护,经过数亿年的吹拂,月壤中存储有非常可观的氦-3资源。地球上氦-3资源总储量不到500公斤,而月球上氦-3估计储量约为170万吨。
氦-3资源之所以受到重视,原因在于他是目前最完美的核聚变燃料。绝大部分轻核聚变,会产生穿透力极强的快中子,中子弹就是依据这种原理制造。而氦-3参与的几种核聚变反应,不会产生中子,因而不会产生难以隔绝的辐射。同时氦-3与氘进行的核融反应,反应温度要低较低,还可通过静电场来控制燃料聚变程度(托卡马克装置,磁约束核聚变),安全性较高。氦-3与氘反应后释放能量,并产生氦-4与带正电的高速质子,整体电能转化效率可以达到70%。所以氦-3与氘核聚变方程是目前各国重点攻关的核聚变利用模型,国际热核聚变反应实验堆ITER计划2035年开始进行氦-3与氘的核聚变发电实验,我国的托卡马克装置,中国环流器二号M也在2020年12月进行首次放电试验。
ITER国际热河聚变反应实验堆,我国也是参与国之一
一百吨左右的氦-3就足以供现在人类一年的用电需求,月球上超过170万吨储量氦-3,显然是上天赐予人类最大的礼物。天予不取,反受其咎,时至不行,反受其殃!虽然托卡马克装置核聚变真正想要实用化运营还要二三十年,但想要在月球上开矿提取氦-3又谈何简单?同时,另一边美国拉着一票国家搞“阿尔弥斯忒计划”,想要在月球上跑马圈地,提前抢占氦-3资源丰富区。
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