嫦娥五号带回的月球土壤存在重要资源,价值高达30亿美元一吨

虽然人类出现在地球上已经有几百万年时间,但是真正进入文明社会的时间却很短,而且,在人类社会的早期,生活还是比较原始,节奏也很慢,那时候的人过着日出而作日入而息的生活,后来随着进入到工业革命时代,人类社会发展的速度迅速加快了。而驱动人类文明进步的主要原因,就是能量的消耗,很多机器相继出现,极大地提高了社会生产力。特别是在最近这几十年时间,发展速度极为迅猛。而在我们社会飞速发展的过程中,很多问题也相继出现了,比如说环境污染的问题、气候变暖的问题、资源短缺的问题等,其中气候变暖已经给我们带来了一系列负面的影响,比如说出现罕见高温、罕见干旱、罕见洪涝等灾害。资源短缺的问题也会导致我们的发展速度减缓甚至可能会进入停滞、倒退的状态。所以,寻找一些能够重复使用或者环保的新能源,就非常重要了。

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清洁能源其实很常见,比如说风能、水能、太阳能等,这些能源都可以说是源源不断,只要有太阳光照射,太阳能电池板就能输出电力;只要有风就能转化为电力。不过,这些能量来源都有很大的局限性。比如说水力发电,就需要在一些水能比较丰富的河流修建发动机,水能相对匮乏的河流建造水力发电站效果就没那么明显了。比如说太阳能发电需要有非常大面积的地方放置大量太阳能电池板,而且还会受到天气的干扰,在阴雨天气太阳能电池板发电的效率就会低一些。相比之下,核能,特别是核聚变电站的局限性可能就没那么大了。

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聚变反应可以说是当前很有前途的新能源,不会产生什么污染。氘、氚、氦-3之类的质量非常小的原子在特定的条件下发生原子核互相聚合作用生成新的质量更重的原子核,这个过程会释放巨大的能量,这就是核聚变反应。可控核聚变所需的反应原料之一的氘在地球海水中的储存量是非常丰富的,一升海水中提取到的氘经过核聚变反应以后释放的能量与300升石油相当,地球的海水资源非常丰富,可以说,核聚变反应可能是向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。氦-3在地球上的储存量就没那么多了,地球上已知的可以开发利用的氦-3只有500公斤左右,可以说是非常少,价值高达30亿美元一吨,只能满足科学研究的需要,完全满足不了核电站原料的要求。虽然地球的氦-3极少,但月球的氦-3却非常丰富。

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嫦娥五号带回的月球土壤存在重要资源

虽然地球、月球的距离比较近,所处的宇宙空间环境差别没有太大的差异,但是由于地球有磁场保护,而月球没有类似地球这样的磁场,所以那些太阳风吹到地球时没法直接抵达地球表面,但是能够直接轰击月球表面。经过几十亿年时间,月球表面的氦-3资源已经相当丰富了,据科学家的估算,月球含有的氦-3可能高达100万吨,100吨就能够满足全世界1年能量的需求。也就是说,如果我们能够将月球全部的氦-3都开发出来并带回地球加以利用,理论上能够满足人类使用上万年时间。不过,这是理想状态下的情况,因为我们不可能完全将月球的氦-3都开发出来,有一些氦-3可能非常难开发,再加上开发、运输的过程中也会存在一定的损失,所以科学家认为能够被带回地球的氦-3可能有四分之一。这也够我们人类使用两三千年时间了。

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在地球开发氘比较容易,直接从海水中提取就行,而在月球开发氦-3就要难一些,首先我们要知道月球的氦-3具体分布情况,还要有能力在月球开发氦-3并将其安全运回地球。为了能够在月球开发这些月球资源,科学家开始探索月球,发射了很多探测器去月球,甚至曾经将12名宇航员送上了月球表面。在探索月球的过程中,科学家也尝试从月球带回一些珍贵的月球样本,在那些月球样本中确实是发现了氦-3这一种重要的资源。

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嫦娥五号探测器是我们国家第一个从月球取样返回地球的探测器,也是时隔44年后人类再次去月球取样的探测器,所以意义非常大,备受世人的关注。嫦娥五号探测器的着陆点位于月球正面西侧风暴洋,这个着陆区是由远古火山喷发所形成的玄武岩月海。在登陆月球表面2天后,嫦娥五号探测器成功采集到1.731公斤的月球样品,随后从月球表面起飞返回地球。嫦娥五号探测器的成功,说明了我们国家已经掌握了载人登月的某些关键技术,比如说环绕月球、月球轨道交会对接、月面起飞、以接近第二宇宙速度返回地球等,也说明了我们国家具备了去月球带回资源的某些能力。

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核聚变发电站有望10年内示范发电

从长远的角度来看,核能或者其他的清洁能源的占比会越来越高,核聚变反应的原材料可以说是取之不尽用之不竭,月球的氦-3足够人类使用几千年甚至上万年,而地球海洋中的氘高达40万亿吨,一升海水能够提取到0.03克的氘,一升海水中的氘所发生聚变反应释放的能量相当于燃烧300升汽油或者燃烧336公斤煤。按照这样的计算,地球上海水中含有的氘可以供我们人类使用上亿年,可以说是“用不完”了,所以现在科学家也在努力攻克可控核聚变相关技术。

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虽然人类早已制造出核聚变反应的氢弹,不过还没掌握可控核聚变反应,因为可控核聚变反应的条件是非常苛刻的。第一个条件就是燃料需要达到1亿 以上的超高温度;第二个条件就是要有足够的密度,这样才能提高燃料原子核之间的碰撞概率,提高核聚变反应的概率;第三个条件是要有足够长的能量约束时间,让那些等离子体维持足够长的时间,让核聚变反应更加充分,进而放出足够多的能量。

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所以,可控核聚变反应是非常困难的,不过现在科学家正在攻克各种技术,已经开始做未来核聚变发电站的工程设计,有望在未来10年内建成示范工程。

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页面更新:2024-03-17

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