嫦娥五號新成果揭示著陸區月表水的分布特徵
==
https://newskks.com/other/2797662/1191%E5%84%84%E5%99%B8%EF%BC%815%E8%99%9F%E5%9C%A8%E6%9C%88%E7%90%83%E5%9C%B0%E7%90%83%E7%8E%BB%E7%92%83%E4%B8%AD%E7%99%BC%E7%8F%BE%E4%B8%80%E7%A8%AE%E6%96%B0%E7%89%A9%E8%B3%AA%EF%BC%8C100%E5%99%B8%E5%8F%AF%E5%85%A8%E7%90%83%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%B8%80%E5%B9%B4%E3%80%82.html 中國的嫦娥五號共採集了重約1731克的月球樣品。 雖然看起來不多,但足夠我們的科學團隊進行大規模研究,了解我們對月球的信心。 不是,中國嫦娥五號上有了新發現。
當然,對於嫦娥五號的研究,我國已經發現了不少成果。
比如嫦娥五號也發現了水。 採樣區域的含水量在120 ppm(百萬分之一)以下,而從其他地方濺射出來的較老岩石的含水量在180 ppm左右。 這相當於1噸月球土壤中約有120克水,1噸岩石中約有180克水。這些是一些發現。 讓我們來看看這個發現。
這是中科院寧波材料技術與工程研究所、航天五院錢學森實驗室、中科院物理所、南京大學聯合團隊發表的研究成果。
報導稱,他們在月球土壤中的鈦鐵礦顆粒表面發現了一種稀缺物質,在這些表面有一層非晶玻璃——月壤玻璃。
但研究人員發現,在玻璃層中觀察到大量直徑約為5 ~ 25 nm的氦泡,且大部分位於玻璃層與晶體的介面附近,這是一個新發現。
這是什麼情況?氦氣泡?這是否意味著氦的出現成為了一種「氣體」?保存在玻璃里。 同時根據觀察,粒子內部的晶體中基本沒有氦泡。
鑒於氦在鈦鐵礦中的高溶解度,研究人員認為氦原子首先被太陽風注入鈦鐵礦晶格中,然後在晶格的通道擴散作用下氦會逐漸釋放出來。
氦泡的出現是由於表面玻璃中原子的無序堆積結構,限制了氦原子的釋放,被捕獲並逐漸儲存,形成氣泡。
所以,它被永遠保存了下來。 但是這裡發現的最重要的物質是氦。 可以說是非常稀缺的物種,利用價值相當高。 這也將為中國未來的探月提供一些動力。
如果嫦娥五號發現的稀缺物質能夠大規模獲得,將是一件「喜事」,甚至可能改變全球能源格局。
對於月球來說,可以說氦不是唯一的稀缺物質。據統計,已知月球上有100多種礦物,有些礦物是地球上沒有的,有些比地球的含量還多。
比如鈦,這種礦物估計超過10萬億噸,而地球上的鈦礦儲量估計只有20億噸。 所以,能在月球上「採礦」真的是一筆大利潤。
說到氦,就更少了,地球上更少,而且主要在地殼裡,含量很低。 有多少?我們稍後會談到它們。
所以,人類想利用氦,真的太難了。 但是在月球上就不一樣了,內容非常多。 只有在月球上,主要是氦-3。 氦-3是氦的同位素,在能源和科學研究領域具有重要的應用價值。
因此,越來越多的國家期待通過登月開採氦-3。 一旦能夠實現開採,就能真正實現經濟的飛躍,改變地球的能源格局。
因此,科學界興起了氦-3在月球上的儲存、開採、提純和運輸。 那麼它有多大用處呢?
根據估算數據,月球表面有110多萬噸氦-3,主要來自太陽。氦-3是太陽風的重要組成部分,月球由於常年暴露在太陽風中,儲存了大量的氦-3。 而地球上的氦元素主要是氦-4,氦-3的儲量只有0.5噸左右,遠遠不能滿足現有需求。
同時,根據氦-3的實驗數據,100噸氦-3核聚變產生的能量可以供應全球一年,氦-3核聚變過程更加清潔可控,沒有中子二次輻射的危險。 所以是非常好的資源。
同時,氦-3還可以用於其他科研領域。氦-3是獲得極低溫環境的關鍵製冷劑,是超導、量子計算、拓撲絕緣體等前沿研究領域的必備材料。 你喜不喜歡?中國已經發現了這種物質,下一步可能是找到開採的方法。
一旦世界上有更多的國家有能力登月,也將有可能進行探月計劃,畢竟這種稀缺物資已經被很多國家注意到了。 所以要先下手為強,儘快實現開採技術。
但在月球上也很難採用這種物種,因為氦-3的提取受到擴散速率的限制,需要700℃以上的高溫,不僅耗能高,而且速度慢,不利於月球原位開採。因此,有必要在這方面有所突破。
根據我們的團隊,這項研究發現是一個關鍵點。我們可以通過機械粉碎的方法提取室溫下以氣泡形式儲存的氦-3,而不需要加熱到高溫。
而且鈦鐵礦磁性較弱,可以通過磁篩與其他月壤顆粒分離,便於在月球上就地開採。也就是我們只需要在「氣泡」模式下選擇氦-3物質,這樣回來就可以直接單獨獲得了。
根據月球上鈦鐵礦的總量,以氣泡形式儲存的氦-3總量可能高達26萬噸。如果全部用於核聚變,可以滿足全球2600年的能源需求。
因此,該研究結果不僅為氦-3在月球上的富集機制提供了新的見解,也為未來在月球上原位開發利用氦-3奠定了理論基礎,對探索月球資源的有效利用路徑具有重要意義。
我們是第一個知道這個新發現的人,我們期待著儘快找到應用它的方法。 如果我們國家率先解決了月球氦-3分數,並且得到了,必然會推動能源格局,這是一個很大的消息。
https://www.universetoday.com/156307/chinas-lunar-lander-finds-water-under-its-feet/