氦-3：来自月球的神秘能源。

能源危机？我们需要更多高效能源

地球是人类生存了数百万年的家园，也是一颗资源非常丰富的星球。自从人类诞生之后，就开始不断使用地球留给我们的富贵资源，在人类没有走进科技时代之前，我们对资源的需求和应用是非常少的。可是当人类走进科技时代之后，科技的快速发展对资源的需求就很大了，而科技快速发展的基础就是各种资源。没有这些资源，空有各种理论，也无法真正应用科技，让科技为人类服务。

不过，随着人类大量使用地球资源的同时，也给地球的生态环境带来了各种破坏。我们都知道，人类目前应用的基本都是传统的化石燃料，比如煤炭，石油，天然气等。这些资源是地球经过数亿年以上留给人类发展的财富。

人类依靠这些传统化石燃料，的确让人类 明实现了一次次飞跃。可是随着时间的推移，化石燃料带来的副作用越来越明显，生态不断恶化，全球气温不断升高。如果地球的环境继续恶化下去，可能用不了几百年，地球将不再适宜人类的生存，我们只能离开地球去其它星球生存。而人类加强环保措施，只能延续地球生态恶化的步伐，并不能从根源上解决它们。如果是这样，那是否这种情况就无法改变了？难道地球的命运真的如霍金预言的那样，数百年之后会成为一片荒凉？事实上，要解决地球生态恶化的情况，我们仍然需要从能源上入手。

只要研究出一种完全清洁的能源模式，从根本上抛弃化石燃料，地球的生态恶化情况自然就会停止，环境也会慢慢实现自我修复。所以近半个多世纪以来，科学家一直在研究探索的可控核聚变。

核能相信大家不会陌生，它的强大让大家都到害怕。而核能的应用有两种模式，一种是核裂变，一种是核聚变。核裂变会产生严重的核辐射，对环境的污染非常厉害，可是核聚变则正好相反，它是一种完全清洁的能源。核聚变反应主要借助氢同位素，不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境。只要我们能够实现可控核聚变技术，那么就可以用它来完全替代传统的化石能源模式，从而切断污染源头，还地球清新环境。根据科学家的研究探索，发现氦-3是一种非常完美的核聚变燃料，不仅让核聚变更容易发生，而且不会产生任何的污染。是未来人类最理想的核聚变能源。可是氦-3在地球的储量只有不到一吨，连科学家做相关实验也不够，更不要说未来全面应用了。

神秘能源：氦-3

在动画片《机动战士高达》中，氦-3并不是什么神秘的名词。“月球基地以氦-3作为能源”几乎是科幻作品设定的“标配”。作为核聚变最理想的燃料之一，氦-3是许多科幻作品中的常客。它在地球上的含量非常稀少，在月球上却十分富足。

关于氦-3这种东西，很了解它的人并不多，实际上它是一种无色无味的氦气同位素气体，被公认为一种未来将被广泛应用的核聚变能源燃料，因为氦-3可以和氢的同位素发生核聚变反应，但是与一般的核聚变反应不同，氦-3在聚变过程中不产生中子，所以放射性小，而且聚变反应过程易于控制，既环保又安全，所以有这种原材料做基础的话，人类很快能掌握可控核聚变技术，并且实现高效、安全、廉价、清洁无污染发电。那么氦-3在发电方面的优势有多大呢？

对照比较一下就能发现，我国每年的发电都需要耗费大量的资源能源，其中消耗的能源相当于近50亿吨标准煤，然而如果用氦-3聚变能的话，只需要20吨就够了，即便是全世界每年的发电量，使用100吨氦-3也足够了，所以氦-3发电的优势非常明显，它也被科学家们称为"完美能源"。

然而氦-3在地球上含量非常少，已探明容易获取的这种资源只有500公斤左右，也就是只有半吨，但是在月球表层的土壤中这东西含量却高达100万吨，是地球的200万倍，足够全世界发电使用1万年。而不仅是科学家们这么想，很多国家的领导层也这么想，而且也早有人预言，因为氦-3具有的能源优势，将来的月球或成为世界各国争夺的能源“波斯湾”。

月球将成为新的“能源战场”

对于月球，相信大家都不会陌生，它是地球唯一的天然卫星，由于其质量较大，自转和公转周期一样，所以月球始终只有一面对着地球。月球的背面我们是无法直接观测到的，50年前，阿波罗实现了对月球正面的载人登月探测，2019年，我国实现了人类首次对月球背面的探测器着陆探测。

人类半个多世纪以来对月球不断的探测，主要的目标还是奔着氦-3而去。尤其是随着科学家对可控核聚变技术的不断突破，有可能用不了太久就可以实现初步的可控核聚变。那个时候，我们就需要大量的氦-3燃料，因此，近年来，我们也会发现，世界各国都加速了对月球的各种探测。

虽然月球离我们非常近，从地球前往一趟也只需要一周左右，但是以人类现在的科技，想要实现月球采矿还是无法做到的。主要是我们的航天动力技术还没有获得一次重大突破，想要实现月球采矿，需要强大的飞船引擎，起码不需要火箭助推就可以进入太空。只要有了更强一些的动力技术，我们就能够快速自由出入地球，并往返地月。那个时候，我们就可以在月球建立开采基地，对氦-3进行大量的开采。

而关于氦-3的研究，我们也一直没有间断过，而我们从月球带回来的土壤样品，也成为了我们最重要的实验样品~目前科学家对包括月球氦-3在内的核能元素的认识，大多基于非常有限的月球取样以及天 物理和天体遥感探测数据，资源评价精准程度远远不够。现有的月壤氦-3提取技术也仅仅是建立在少量月球样品基础上的实验室数据，缺乏大规模试验和系统性的验证。

“解剖”月壤样品 为未来月球氦-3利用打前站

此次核地研院获得的50毫克粉末样品被置于该院实验大楼一楼一间实验室的手套箱内。该手套箱与用于核酸检测的移动方舱手套设计原理相似。不同的是，该手套箱内充满氮气，科研人员穿上白大褂，将手伸进手套箱，就能利用高倍光学显微镜进行矿物学观察和分类，然后再分别利用惰性气体质谱仪、电子探针、高精度激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪等设备，相继开展氦-3含量、矿物组成、主微量元素含量等的测定，为进一步的科学研究提供原始数据。

手套箱是一套高性能、高品质的自动吸收水、氧分子的超级净化手套箱，提供一个纯化工作环境需求的密闭循环工作系统，可以满足您特定清洁要求应用的1ppm的O2和H2O惰性的氛围环境。该系统是为满足客户科研开发而设计的经济型循环净化系统。整体系统包括一台密闭箱体、一套过渡舱，一台进口旋片式真空泵和一套集成有微控制器操作面板的循环净化系统。标准的Lab2000系统配备的惰性气体净化系统安装一套净化柱（全自动可再生）净化、维护手套箱箱体内的气氛。广泛应用于无水、无氧、无尘的超纯环境，如：锂离子电池及材料、半导体、超级电容、特种灯、激光焊接、钎焊、材料合成、OLED、MOCVD等。也包括生物方面应用，如厌氧菌培养、细胞低氧培养等。

通过研究，我们有望查明制约氦-3等聚变元素核素吸附能力的月壤成熟度等关键科学问题，初步阐明嫦娥五号月壤样品中氦-3的富集特征及机制；厘定嫦娥五号月壤样品中氦-3的逸出特性和最佳提取温度；查明月壤样品的主、微量元素含量特征及对氦-3含量的制约；为估算月球氦-3资源量和探索月球氦-3利用可行性提供科学数据支撑。

样本增加新“成员” 有望解开更多月球奥秘

月球的年代学研究既是一个复杂的系统性工程，又是一个在行星科学中极为重要的基础性研究工作，对于揭示月球的形成及演化规律具有重要意义。

基于现有的从月球返回样品的年代学研究工作，科学家构建了月球地质年代的基本框架，但由于样品分布范围有限，并不能代表整个月球的情况，且留下了30—10亿年间无月球样品的空白。嫦娥五号采样返回意味着具有明确采样位置的月球样品又增加了新的“成员”，并且此次重返月球有可能采集到更多来自不同地质背景、形成于不同历史时期的月球样品，对完整还原月球历史，真正全面认识月球，认识地月系统，甚至认识整个太阳系的存在有着重要的意义。

从长远看，虽然月球的地质作用没有地球的那么复杂和频繁，但充分认识月球的地质作用过程和月表特征，包括样品形成时的环境和条件，对认识月球的地质历史和演化仍旧非常重要，也可为月球和地球的比较研究及两者的成因关系提供依据，甚至对认识地月系统乃至整个太阳系有着重要的意义。月球是一个巨大的绕地轨道“空间站”，一个地球引力之外的天然卫星，在人类向宇宙开拓时，可利用月球的原材料为星际探索提供助力。开展核能裂变和聚变元素资源评价研究可为未来地球应用和星际开拓提供参考和支撑。

而未来，无论是在能源领域，还是更广泛的科研领域，月球都将成为我们重点研究的重点对象，也希望人类有一天真的可以通过月球能源，获得更美好的明天~~~