月壤里的宝藏：氦-3 一种新能源

原标题：月壤里的宝藏：氦-3 一种新能源

12月17日，“嫦娥五号”在月球采集约2公斤月壤返回地球。为什么国家要花大力气千里迢迢去月球带些土回来？其实表面一片荒芜的月球有很多宝藏，这些被人类带回地球的土也有不小的用途……

月壤覆盖在整个月球表面，是由岩石碎屑、矿物颗粒、玻璃、陨石碎片、粘合集块岩等组成的松散堆积物。

与地球土壤的形成过程不同，月壤是在陨石和微陨石的频繁撞击、撞击溅射物堆积、宇宙射线和太阳风的轰击，以及剧烈的温差促使月表岩石热胀冷缩破碎等机械作用下最终形成的。月壤的堆积速度极其缓慢，大约1亿年可以堆积到1.5~3米厚，比地球土壤形成要困难得多。

月壤成分非常复杂，最令人瞩目之处在于它蕴含着丰富的氦-3。氦-3有许多有趣的特点：液氦可以产生奇特的膜移动现象，在约零下271摄氏度的低温下会出现“超流”，能沿容器壁向上流动，比热容、表面张力、压缩性都是反常的。

氦-3为地球能源问题提供了一种解决方案。它是优良的核反应原料，1公斤氦-3和0.67公斤氘发生核反应，将产生相当于一个一百万瓦发电厂19年发电量的能量，核发电效率非常高。而且氦-3在聚变过程中不产生中子，放射性小，反应过程易于控制，既环保又安全。

氦-3最初是在太阳上由热核反应形成，然后借太阳风撒向四面八方，只有很少的量能到达地球和别的行星。因为大气层和磁场的阻碍，它们很难落在地球表面。月球几乎没有大气层和磁场，所以太阳风携带的微粒便能顺顺当当地落在月球上，“陷进”月面浮土里。

月壤中海量的氦-3储量可以满足人类上千年的能源需求。同时太阳风还在源源不断送来氦-3，储量有增无减，这让寻找新能源的科学家们看到了希望。

2017年能源圈（Oneneng_club）曾发布过一篇关于氦-3的科普文章，今天我们再次重温一下。文章链接： 你根本就不了解月球！它拥有的这种能源秒杀地球

1868年8月18日，发生日全食时，法国天文学家让桑在印度观测时，发现了几条陌生的光谱线，英国天文学家洛克耶也独自观测到一些不能用地球上任何已知元素说明的亮线，他将该谱线归于一种新元素，并把它命名为“氦”。

这高级能源竟然是天文学家先发现的，还不是在地球上，所以氦是唯一不在地球上首先发现的元素。

直到1895年英国化学家拉姆塞才从地球矿石中解析出氦。

有了新发现，当人类第一次踏上月球时，科学家便投入到月球的研究当中，对月球的采样物质研究发现，月球中含有的氦-3（氦-3是氦的同位素之一）对地球来说是一种无价之宝的新型能源物质。

1996年，科学家发现氦-3具有作为核聚变燃料的非凡性能。

专业一点来说就是，氦-3进行核聚变时不会产生放射性中子，只产生能量质子。

换句话来说，采用氦-3为燃料的核聚变比用氢做燃料进行核聚变还要安全、清洁，效率更高，容易控制，产生的放射性物质微乎其微。因此，即使将氦-3核电站建在闹市区内也是安全的。

对周围的环境不会造成污染，这种清洁的能源对改变地球污染来说，可谓是再好不过的东西。

可惜的是，氦-3在地球上却难觅踪影。

据估算，氦-3在全世界的总储量不超过100千克，而且大部分是由核弹头中的氚衰变而成，即使加上深海气井和火山气中氚衰变的氦-3，全世界一年最多也仅能获得10～20千克。

这点“产量”，即使用作科研也显得捉襟见肘，哪里还谈得上用于核聚变燃料来发电呢！

随着科学家对月球上氦-3的探索研究，月球上此能源的储量并不像地球这样稀有，足足好几百万吨的储量，科学研究此类物质，10吨就能够满足全中国所有能源的需求，每年只需在月球上开采1500吨氦-3就可满足全世界的能源需求了。

1500吨就满足全地球人所有能源的需求，好几百万吨的储量还不把地球人给乐疯了？？

据估计，整个月球上氦-3的总储量，大约可供人类使用700年，这是个多么诱人的数字啊！

氦-3罕见于地球，却在月球上大量储存，其主要原因在于，月球作为太阳风粒子的收集器，在形成至今的40亿年时间里，有2亿～5亿吨氦-3粒子打在月球表层10～50米深的土壤内。

由于月球自身没有磁场，才使氦-3粒子能在月壤内“安营扎寨”。

相比之下，地球上的氦-3粒子在地球磁场的作用下，沿着地球磁力线慢慢扩散，最终被大气层“俘获”而消失。

摆在科学家们面前的难题是，如何在月球提炼氦-3？

现有地球上提炼氦-3的技术是加热至700度，但是要在月球上把物质加热至700度是地球人依靠自身现有的科学技术是无法办到的。

虽然月地路程遥远，但在月球上开采、加工氦-3，然后将其运回地球发电，其性价比还是很高的，整个过程耗能和发电产能之比高达1∶250。可惜的送回地球上提炼，其开采和运送技术尚不成熟。