揭秘月球土壤中究竟是啥?

最近,“嫦娥五号”成为了热门话题,除了它是我国探月工程的收官之战之外,还有“嫦娥五号”的重要任务——去月球上挖土,要知道,虽然月球距离地球很近,但是往返将近80万公里,也并不容易,那么,月球上土壤究竟有什么魅力?值得很多国家都想要去上面采样带回地球研究?

揭秘月球土壤中究竟是啥?

为月球“挖土”,各国都很拼!

虽然进入到21世纪,世界上很多国家的航天实力都越来越强大,但是当我们将时间拨回到20世纪的时候,当时世界上的航天大国,只有美国和前苏联。

上世纪60-70年代,美国和前苏联都不约而同地想要去月球上“挖土”,首先是前苏联,失败了多次后,才最终从月球上带回了不足400g的月球土壤样本。

揭秘月球土壤中究竟是啥?

月球土壤中含有丰富的资源,根据现有资料可知,月壤里存在天然的铁、金、银、铅等矿物颗粒、含有金和锌的铜矿颗粒、含有少量锡和铜杂质的锑矿颗粒和少量铢等矿物颗粒。其中最珍贵的,当属氦-3

揭秘月球土壤中究竟是啥?

氦-3,一种氦气同位素气体,我们可以把它理解成一种“未来能源”,氦-3乃核聚变反应的最理想原材料,并且使用它作为原材料时热核反应堆中没有中子,故而使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会对环境产生危害,氦-3简直是完美的能源。

我们小时候的化学课,学过五种惰性气体——氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)。其实,加上氡(Rn,放射性)和人造元素Og(放射性,人造元素)一共七种。

氦-3是气体,氦气的一种,它的原子核里有两个质子和一个中子,加起来是3个,所以称为氦-3。氦-3在宇宙中比较常见,它从恒星里产生出来,然后作为一种宇宙射线释放到太空中。比如说太阳风里就有少量氦-3,有一些会吹到地球的大气层外边,还有一些吹到了月球上。

我们的地球地底下也有氦-3,它是由放射性物质核裂变产生出来的。地球在形成之后的几十亿年里一直都在释放这种昂贵的气体,剩下少量没释放出来的都深埋在几百公里以下的地幔,我们无法开采。

当两个氦-3原子相遇,在满足一定条件的情况下,它们会聚变成一个氦-4和两个氢,同时释放出强大的能量。这就是我们常说的核聚变,并且理论上它非常干净,这个过程不会产生中子,你甚至可以住在这种核电厂的隔壁而不用担心放射性污染。这不就是人类梦寐以求多年的清洁能源吗?

揭秘月球土壤中究竟是啥?

地球上的氦-3不多,但是月球上确是多得很。月球上的氦-3主要来自太阳风。太阳风里有大量带电粒子,同时也会把太阳内部的一些物质比如氢、氦和氦-3抛射到太空中。月球没有大气,当太阳风撞击到月球表面时,一部分的氦-3粒子会滞留在月球岩石土壤的缝隙里一点点“沉淀”下来,经过数十亿年的积累,月球表面的土壤里就蓄积了相当数量的氦-3。

此次嫦娥五号在月球钻取了0.5千克月岩,它来自2米深的地下,几乎没有氦-3;嫦娥在月表挖取的1.5千克月壤,按照月球表面氦-3的平均浓度,当中最多可能有0.00001克(10微克)氦-3。也就是说你至少要在150吨月球土壤里才能提取到1克氦-3,这个开采过程将是何等的艰苦,还需要人类的科技文明再提升几个档次才能做到。

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页面更新:2024-05-14

标签:月球   土壤   氦气   太阳风   中子   放射性   前苏联   美国   嫦娥   矿物   颗粒   气体   表面   地球   能源

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