地球漏气了?地球内部的氦-3不断泄露的原因是什么?而氦-3有什么用途?自1969年美国发射阿波罗11号登陆月球之后,发现了月球上的氦-3。
进入21世纪后,月球探测技术得到了飞速的发展,更是发现了月球上的氦-3储量比地球的储量要多很多。
氦-3是一种稀有气体,它在地球的大气层中的比例很低,大气中1000万分之5的氦气中才只有一个氦-3原子核。
同时长时间以来,科学家们在地球的大气中只发现过两次氦-3,这都是在地球的北极和南极地区上空发现的。
那么这种氦-3又是从哪里来的?当年,宇宙大爆炸所产生的氢原子便开始慢慢地凝聚,并且形成氦-4这种原子核。
同时,在宇宙空间当中的高能粒子所撞击而产生的氦-3,也会和地球进行气体的交换,进而进入地球的大气层。
然而随着时间的推移,地球与太阳之间的氦-3不断在交换,而地球生产的氦-3也会随着氦-4的放射衰变而变少。
在地球形成的过程中,地球的内部产生出许多热量,这些热量能够使地球内部的矿物质变得熔融。
同时地球的地壳中的一些汽体,也会随着时间的推移不断地从地球内部逸散到外部。
而其中大部分是水蒸气,也有一些是氦-3,而氦-3是一种质量比较小的气体。
在地球内部,氦-3几乎可以渗透到任何的石头当中,所以通过地壳的开裂,氦-3不断的从地下泄漏到地面,并且进入到大气层中,被太阳所辐射。
进而和太阳的次级粒子进行反应,形成了最初的氦-3。
然而在地球上,氦-3含量太少,科学家们无法对氦-3进行准确的计算,在2007年,科学家们建立了一个地球内氦-3数量估算模型,这一模型的提出和发展也给氦-3的研究及开发带来了新的进展。
氦-3的用途。
自1960年以来,就有科学家对氦-3进行了研究。
何况氦-3在地球上已经非常稀少,所以科学家们都不太关注氦-3在地球上的用途,只是简单的做一些研究。
但是在月球上,氦-3的含量却是极大的丰富。
在月球上一个平方公里的表面中,氦-3的含量就有50至800公斤,而这与地球上氦-3的含量是无法相比的。
所以氦-3在地球上就显得异常的珍贵,科学家们非常希望能够利用氦-3来解决人类的能源问题。
或许未来的某一天,可以利用氦-3来进行核聚变反应,而核聚变反应又被称之为“清洁能源”。
清洁能源可以说是一种非常稀缺的资源,能够为人类提供数千年的能量。
同时清洁能源也会为全球提供大约3.3万亿平米的装机容量,同时,氦-3的能量也为其提升了30倍的能量。
科学家们设想,通过门罗公司的“星舰”飞船,可以将从月球上采集的氦-3,运回到地球,然后再将氦-3进行2006年的中美两国联合研制的核聚变电站。
将氦-3注入到核聚变电站之后,就可以点燃核聚变的火焰,从而产生电能。
对于这样的设想,也是存在很大的技术难点,目前来说,月球上采集的氦-3,还没有一个十分的成熟的方案,将其运回到地球。
同时氦-3的采矿也是有风险的,收益也很大。
美国宇航局就已经计划在2024年之前,将一名宇航员送上月球,进行一次“氦-3的采矿”之旅。
然而对于月球上的氦-3的利用,也导致了一些国家之间有着深深的矛盾,一旦月球上的氦-3被开采,将会很快的就有另外的国家也进行开采。
美国宇航局在1967年就对氦-3进行过探测,那么美国宇航局会比其他的国家拥有更多的氦-3资源,这也是美国想要保护自己资源的一个原因。
同时也是美国为了进行“星球大战”的铺垫。
氦-3的开采。
在月球上开采氦-3,这造成了“采金热”。
想要从月球上将氦-3运回到地球,也不是一件简单的事情。
同时运输的成本也是十分的昂贵,会让采矿的成本变得很高。
所以科学家们也有了一种“灵活利用”的想法,通过月球上的氦-2来制造氦-3。
同时搭建一个反应堆,来进行核聚变反应,也能解决人类的能源问题。
在1960年代,美国开发了核聚变的反应堆,在1960年,美国研制出的“璀璨新星号”级别的核聚变反应堆,能够产生800万千瓦的电能。
这一个电能,可以持续为美国提供一个星期的电能,但是这也需要共有1.6万吨的氦-3,这还没有把反应堆的重量算在其中。
同时将地球上的氦-3放入到反应堆中进行能量的转换,这同样也是非常的难。
等到科学家们进行核聚变反应堆的研制并制造出来,地球上的氦-3已经没有了,这样做也是徒劳的。
结语氦-3无疑是一种非常重要的资源,那么它的稀有性,和清洁能源特性,或许能够在未来推动全球能源转型,减少对传统能源的依赖。
同时人类也需要建立合理的资源利用规则,科技发展所带来的新能源,也会改变全球能源的格局,这或许会引发国际关系的变化,关于外太空资源的开采,也需要建立国际法律和治理机制,以规范外太空资源在合理开发利用中的维护。
人类对外太空资源的利用,必须要遵循可持续发展的原则,这样人类才能实现人类的长期利益和地球生态平衡。