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[探索] 1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年

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卢克强 发表于 2022-6-13 07:07:37 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
嫦娥五号工程是我国重要的“月球探索”工程,可以说,我国对月球的了解具有重要的推动意义,因为嫦娥五号工程我国实现了首次无人月面取样,并且返回地球的过程,这也是我国探月工程的第六次任务,并且也是中国航天最复杂、难度最大的任务之一。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第1张图片



所以,在采集样本回来之后,有助力我国对月球成因和演化历史等科学研究。
按照公开的消息来看,我国嫦娥五号总计采集了月球样本 重 约1731克。虽然看上去不多,但是这足以让我国科学团队进行大规模的研究,并且对月球的信心了解了。这不,我国嫦娥五号又出现了新发现了。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第2张图片



当然,对于嫦娥五号的研究来说,我国已经发现了不少成果了。
例如:嫦娥五号还发现了水。在采样区的水含量在120 ppm(百万分之一)以下,而从别的地方溅射到采样区的更古老岩石中的水含量约为180 ppm。这就相当于1吨月壤中大约有120克水,1吨岩石中大约有180克水,这些都是一些发现。那下面来看看这一个发现。


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嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质

这是来自中国科学院宁波材料技术与工程研究所、航天五院钱学森实验室、中国科学院物理研究所和南京大学等联合团队发表的研究成果。
按照报告来看,他们在月壤中钛铁矿颗粒表面发现了一种稀缺物质,并且这些表面都存在一层非晶玻璃物质——月壤玻璃。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第4张图片



而通过研究人员发现,竟然在玻璃层中观测到了大量的氦气泡,直径大约为5~25nm,且大部分气泡都位于玻璃层与晶体的界面附近,这就是新发现。
这是什么情况?氦气泡?这是不是意味着氦物质的出现变成了“气体”?被保存在了玻璃之中。同时,根据观察发现,在颗粒内部晶体中,基本没有氦气泡。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第5张图片



鉴于氦在钛铁矿中的高溶解度,研究人员认为氦原子首先由太阳风注入钛铁矿晶格中,之后在晶格的沟道扩散效应下,氦会逐渐释放出来。
而氦气泡的出现,是因为在表层玻璃具有原子无序堆积结构,限制了氦原子的释放,被捕获并逐渐储存起来,形成了气泡。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第6张图片



所以,就这样一直被保存下来了。但是这里面发现的物质,最关键的就是氦了。这可以说是一种非常稀缺的物种,并且利用价值相当高。这对我国未来的月球探索,也提供了一定动力。
要是能够大规模地获取嫦娥五号发现的稀缺物质,那简直就是“大喜事”,甚至可能改变全球的能源格局。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第7张图片



氦到底有什么用,能带来什么好处?

对于月球来说,稀缺性的物质可以说并非只有氦,按照统计数据显示,已知月球的矿物质都是达到了100多种,并且部分矿物质是地球没有的,有的也比地球含量还多。
例如:钛,这种矿物质按照预估是超过了100万亿吨,而地球上的钛矿储量估计仅为20亿吨。所以,能够在月球上“挖矿”,那真的是大赚了。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第8张图片



而说到这个氦,那就是更加少了,在地球上就更加少了,并且主要是在地壳之中,并且含量很低。到底有多少,后面我们说。
所以,人类想利用氦真的是太难了。然而在月球上就不一样了,含量就很大了。只不过在月球上主要是氦-3。氦-3是氦的一种同位素,在能源、科学研究等领域具有重要的应用价值。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第9张图片



所以,越来越多的国家都期待通过登月,实现对氦-3的开采。一旦可以实现开采,真的就可以实现经济飞跃,改变地球能源格局等。
所以围绕月球上氦-3的储量、采掘、提纯、运输等问题,已经在科学界兴起了。那它到底用处有多大呢?


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第10张图片



根据预估数据显示,月球表面存在超过110万吨的氦-3,它主要是来自太阳,氦-3是太阳风的重要成分,月球由于常年受太阳风的辐照,储存了大量氦-3。按照成都科协指出,氦-3的价值估计高达每吨30亿美元,相当于202亿元(2022年兑换价格)。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第11张图片



然而,地球上氦元素主要是氦-4,氦-3的储量只有0.5吨左右,远远无法满足现有需求。
同时,根据对氦-3的实验数据显示,100吨氦-3核聚变产生的能量,可供应全球使用1年,且氦-3核聚变过程无中子二次辐射危险,更加清洁和可控。所以,是非常不错的资源。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第12张图片



同时,氦-3物质还可以运用到其他的科研领域,氦-3是获得极低温环境的关键制冷剂,是超导、量子计算、拓扑绝缘体等前沿研究领域的必需物质。你说喜欢不喜欢?而我国发现了这种物质,接下来可能就是想办法进行开采才是关键的。
一旦全球有更多的国家有能力实现月球登陆,并且也将可能开展月球开采计划,毕竟这种稀缺物质已经被很多国家注意到了。所以,需要先下手,早点实现开采技术才行。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第13张图片



不过,在月球上进行对该物种的采取也比较难,因为提取氦-3受扩散速率限制,需要700℃以上的高温,不但耗能较高,而且速度慢,不利于在月球上原位开采,所以,也需要进行这方面的突破才行。
那怎么才能获取氦-3物质呢?这次发现就是关键

根据我国团队表示,这次研究发现是一个关键,我们可以通过机械破碎方法,有望在常温下提取气泡形式储存的氦-3,并且不需要加热至高温。
而且,钛铁矿具有弱磁性,可以通过磁筛选与其他月壤颗粒分开,便于在月球上原位开采,也就是我们选取“气泡”模式的氦-3物质就行了,这样回来就可以直接分开获取。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第14张图片



根据月球上钛铁矿总量估算,以气泡形式储藏的氦-3总量或高达26万吨,如果全部用于核聚变,可以满足全球2600年的能源需求。
所以,这次研究的结果不但为月球上氦-3的富集机理提供了新的见解,也为未来月球氦-3的原位开采利用奠定了理论基础,对探寻月球资源的有效利用路径具有重要意义。


1吨202亿!嫦娥五号“月壤玻璃”发现新物质,100吨可供全球用1年 第15张图片



竟然我们率先知道了这个新发现,我们也期待早点想办法运用起来。如果我国率先将月球氦-3分解出来了,得到了,必然推动能源格局,这就是天大的好消息。
当然,大家也不要着急,这是我国未来探月的趋势,所以“稳步前进”就行,毕竟全球也没有几个国家能够实现登月。


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精彩评论20

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沙发
可爱哦00 发表于 2022-6-13 08:54:42 | 只看该作者
 
到时候月球会不会被挖没了?
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板凳
苏格兰小情调H 发表于 2022-6-13 10:57:20 | 只看该作者
 
前提是,我们要强大。不然;欧美有的是强盗。发现不等于拥有。只有自身强大,别人就不会来欺负我们!
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地板
jiajvqj486 发表于 2022-6-13 12:34:39 | 只看该作者
 
100年后后人只能看到半个月亮了
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5#
黄蜂-123 发表于 2022-6-13 12:39:34 | 只看该作者
 
注意保密,抢抓先机
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6#
挖铁life 发表于 2022-6-13 12:55:32 | 只看该作者
 
运费太贵了[捂脸]
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7#
122137 发表于 2022-6-13 14:50:33 | 只看该作者
 
为中国骄傲,为中国科研点赞!只希望科学家们能早点利用。
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8#
闷骚小青年GG 发表于 2022-6-13 15:21:30 | 只看该作者
 
假如氦-3大量开采并成功带回,汽油价格贱如水了。[捂脸][捂脸][捂脸]
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9#
lena_td 发表于 2022-6-13 15:32:43 | 只看该作者
 
为什么有重大科学价值的发现,都不设防不保密?
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10#
ыǔ想長大ヾ 发表于 2022-6-13 15:40:03 | 只看该作者
 
在月球上建个直通地球的滑滑梯,那边挖掘机往这边撂就行了。
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