科学家发现,一种古老且珍贵的气体,正从地球内部释放出来

勤姐和你说 2023-04-25 10:05:21

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十年前,巨石强森主演了一部轻松的奇幻片叫《地心历险记》,带观众开了回脑洞,在地心构建了一个美丽神奇的地下世界,那里确实有滚烫的岩浆,但也有人类从未见过的生物。

《地心历险记》里描述了一个神秘的地心世界

珍贵的氦-3

氦-3是氦气的同位素气体,性质稳定,无色无味,是一种极具潜力的清洁能源,是解决人类能源危机,改变能源结构的高效率燃料。

它能与氢的同位素发生核聚变反应,但过程中不产生中子,因此产生的放射性废料少,安全环保又容易控制,是制造清洁核能的最佳原料之一。

它能与氢的同位素发生核聚变反应

之前人类估计的地球氦-3储量大概总共只有几百公斤,真是少的可怜,但有人不相信,并且坚持认为地球上一定藏有大量的氦-3,只不过藏的比较深,在地核中。

来自美国新墨西哥大学的物理学家彼得.奥尔森就是该观点的支持者,于是他带领团队展开了研究,结果证实了地球内部的确每年都在往外泄漏氦-3。

奥尔森形容了一下,每年的泄漏量大约是2000克,汇聚在一起的话,能充满一只普通桌子那么大的气球。奥尔森还表示,这不仅为人类提供了大量的资源,还提供了地球起源的线索。

奥尔森和其它研究人员发表的关于地球氦3变化的文章

同样,地球中也会有大量的氦气存在,只是随着地壳的逐渐冷却凝固,它们被“封印”在了地球内部。如果将来人类还能发现地核中也有氦气,那么地球起源于星云就得到了进一步的证实。

因为氦气是天然形成的,几乎无法人工合成,即使靠氚的放射性衰变来制造氦气,也很难,成本也很高。所以我们才说,从地球内部跑出来的氦-3气体非常古老,而且珍贵。

目前有氦-3释放最快的地方大多是火山地带,火山就像地壳的裂口,时不时将地球内部的能量释放一些出来。

氦-3释放最快的地方大多是火山地带

而月球上的氦-3是怎么来的呢?

奥尔森团队认为,地球当时被小行星碰撞的时候,溅起了大量的物质,受太空中各种引力的牵引,它们漂浮在地球周围,又经过长时间的变化和与其他气体、尘埃等融合积累,就形成了月球。因此月壤中的氦-3其实还是来自于地球。

地球的氦3耗尽了怎么办

按照奥尔森计算的氦-3泄露量,可能要不了多久,地球内部的氦-3就耗尽了,如果到那一天,会对人类产生什么影响吗?

地球内部的氦-3说不定哪天就耗尽了

所以,在同样的通途中,能用氦-3,为什么要选择铀235呢?

值得一提的是,除了在核能方面使用,氦-3体还有很多用处是铀235替代不了的。氦-3属惰性气体,很稳定,飞艇要用到它,火箭燃料要用到它,甚至普通医学上也要用到它。

我们平时去医院做核磁共振扫描,这台机器上就得用到氦-3做冷却剂,连超市的扫码仪都得用到它。

核磁共振扫描仪器就需要用氦3做冷却剂

对此,也有俄罗斯科学家提出建议,称人类可以每年发射2艘或者3艘能载重100吨的飞船上月球,挖一次月壤回来,全人类大概能用1年。

但这个想法说的真是轻巧,造这么大的飞船技术难题如何攻克,成本又得花多少钱?还有送上去的技术和花费呢?

当然,我国中科院的研究团队在嫦娥五号带回月壤之后,用高分辨透射电镜结合电子能量损失谱法,发现也许提取氦-3不再需要高温了。

嫦娥五号带回的月壤

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