100吨，给全球供一年的能源，嫦娥5号带回的罕见物质，真这么强？-木庄网络博客

本文摘自人民资讯，原文链接：https://mini.eastday.com/mobile/211011233723461179653.html，侵删。

早在去年12月，众望所归的嫦娥5号带着1731克月球土壤样本返回地球，完成了中国探月工程的又一壮举。这些宝贵的月球土壤样本被分为多个批次，第一批次被分配给13个科研机构，经过10个月的研究，第一篇论文《嫦娥5号年轻玄武岩的年代与成分》最近在《科学》（Science）杂志上被发表出来。

研究成果颠覆了科学界此前对月球的认知，将月球的地质年龄延长了10亿年。此前，科学家们通过研究美国阿波罗飞船采回的月壤样本得出结论：月球在29亿年前就已死亡，内部岩浆不再活跃，地质趋于稳定。但嫦娥5号带回的月壤样本表明，月球内部的岩浆至少在19.6亿年前还是活跃的，直接反驳了此前的说法。

中国的科学家们的研究不会止步于此，将来还会有更多关于月球土壤样本的研究结果被公布。月球土壤中还含有一种罕见物质——氦-3，它是可控核聚变的理想原材料之一，这种物质在将来的研究成果中应该会作为“王炸”出现。

从很多的新闻报道中，我们得知，氦-3是是氦的一种同位素，在核聚变试验中经常与氘（氢的一种同位素）进行热核反应。使用氦-3的在核聚变中最大的特点是，热核反应堆中不会产生中子，因此使用氦-3作为核聚变原材料，不会产生有害辐射，不会给环境带来危害。

更重要的是，如果能将这些氦-3有效地利用起来，那么只要100吨，就能给全世界提供一整年的能源供应。而月球上的氦-3储量达到100万吨以上，意味着这些氦-3够全人类用一万年！因此，这种清洁、安全、高效的材料，被科学家们称为完美能源，很多人甚至幻想未来月球会变成“太空中的波斯湾”（波斯湾盛产石油）。

但回顾现实，我们终究会发现关于月球上的氦-3的核聚变利用，终究是一块画出来“大饼”，作为一个严谨的科普作者，我有必要“泼一下冷水”。下面我们就来分析一下，把月球上的氦-3利用起来有多困难。

第一、运输困难

实现地球与月球之间的货物运输，首先需要足够大推力的运载火箭，需要经过漫长的旅程，更需要大量的技术人员对其进行计算、操作、监控，所有的这一切都是非常“烧钱”的。根据我们在网上查到的资料，嫦娥5号探月工程耗资30亿元（这还不算此前的研发成本），才带回来1731克月球土壤。而这3斤多的月壤中，氦-3的含量估计不足1克。如果要将100吨氦-3运回来，那成本将会是一个难以想象的天文数字。

第二、提取困难

月球上的氦-3储量虽然多达100万吨，但月球土壤中的氦-3含量实际上是相当低的，大约在一亿分之一到千万分之一之间。这意味着，如果你想提取50吨的氦-3，那么你可能得挖掘并提炼10亿吨的月壤。嫦娥5号带回来的月壤只有1731克，跟10亿吨之间隔着一条巨大的鸿沟。

实际上，我们是可以在地球上制造氦-3的。氦-3是氚（氢的一种同位素）的衰变产物，科学家们可以通过用中子轰击锂原子来制造氚，待氚衰变后自然就能获得氦-3。根据目前的太空运输技术，在成本权衡下，还是在地球上制造氦-3更划算。

然而……

氦-3真的这么神吗？

在核聚变发电中，有两个标准：一个是劳森标准（缩写为LC），即激发核聚变反应所需要的能量；另一个是每次核聚变反应的功率，以，以每次聚变兆电子伏（MeV/fusion）为单位测量（一定量的原材料能产生多少能量）。还有一个次要标注：是否产生中子，因为产生的自由中子会损坏设备，从上面的内容我们得知，氦-3在核聚变中是不会产生中子的。

下面是一些常用的核聚变原材料的功率、劳森标准和是否产生中子的比较：

氘+氚：每次聚变产生17.6MeV，LC1，产生中子

氘+氦-3: 每次聚变产生18.3MeV，LC16，产生中子（但不是在主反应中，而是在不可避免的副反应中）

氦-3+氦-3: 每次聚变产生12.9MeV，LC未知，科学家们推测为LC1，无中子

比较以上三种情况我们得知，氘+氚的组合，激发核聚变所需的能量不算太高，产生的能量功率比氘+氦-3稍低，特别突出的缺点是会产生中子，但这些中子实际上可以运用在其他的核反应堆中。

氘+氦-3组合，激发核反应的难度是其他组合的16倍，产生的能量最多。氦-3+氦-3组合，尽管不产生中子，但产生的能力功率远远低于其他组合。

因此，氦-3在实际的核聚变利用中，并没那么神。虽然月球上有大量的氦-3，但运输困难，提取困难，而且核反应效率并不高，关于月球氦-3的传说或许只是一个画出来的大饼。

但这不是人类停止探索月球、探索太空的理由，人类心中的流浪火种，永远不会屈于地球这一隅之地，我们的目标永远是星辰大海！

来源：寰宇科学新观察