1吨200亿！嫦娥五号发现新物质，100吨可供全球用1年，如何获取？

2020年12月17日，我国嫦娥五号月球探测器，带着采集到的1731克月壤，成功降落地球，看上去数量虽然不多，但相比当年对着0.5克月壤进行研究，这已经是天翻地覆般的进步了。

我国科研人员历时一年多研究分析之后收获颇丰，在月壤中发现一种稀缺物质，100吨该类物质产生的能量可供全球使用1年，其价值更超过200亿元/吨。这种价值连城的物质是什么？具体有何用途？又如何才能为人类所用呢？

这次的重大发现，是由中国科学院宁波材料技术与工程研究所、航天五院钱学森实验室、中国科学院物理研究所和南京大学等联合团队共同发布的。研究人员发现一些月壤颗粒表面覆盖着玻璃状晶体，而这些“玻璃”内部存在氦-3气体形成的气泡。

氦-3在地球上是一种非常稀缺的元素，估计储量仅为0.5吨左右，而研究人员分析，月球上可能至少存在100万吨。另据成都科协介绍，每吨氦-3价值超30亿美元，按目前汇率计算，每吨超过200亿元人民币。

一边是0.5吨，一边是100万吨，为何近在咫尺的两个星球，储量会相差如此巨大呢？

据研究人员介绍，氦-3主要来源于太阳风，地球因为有磁场和大气保护，太阳风难以抵达地面，导致氦-3的储量非常少。而月球则不存在磁场和大气层，太阳风可以直接降落到月球表面，携带的氦-3就被保存下来，储量超过地球也就不奇怪了。这意味着，月亮晒晒太阳就能获得氦-3，轻轻松松实现“躺赢”。

氦-3到底有何用处呢？在现有科技条件下，氦-3被认为是最理想的核聚变材料。

它是氦元素的一种同位素，可以用于核聚变，为人类提供巨大能量。我们以年发电量100万千瓦的电站为例，火力发电需要耗费200万吨煤，而采用核裂变技术的核电站，需要30万吨核燃料，如果通过核聚变技术来发电，只需要0.6吨核燃料就足够了。

据统计，100吨氦-3进行核聚变所能提供的能量，就可以满足全球一年的需求，而月球上的100万吨氦-3，按目前数据计算可满足人类一万年的能源需求。

更重要的是，这种能源是真正的清洁能源，在核聚变过程中不会产生中子，也就没有二次辐射危险，堪称绿色环保无污染。不像现在的核电站一样会产生大量核废料，需要进行非常复杂的后续处理，如果像切尔诺贝利或日本福岛那样发生事故，更可能带来巨大的灾难。

目前，中国是世界上最有希望率先将核聚变用于现实的国家，2021年12月底，在中科院团合肥物质科学研究院的等离子体物理研究所，实验人员通过全超导托卡马克核聚变实验装置（又称“人造太阳”），实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上该装置运行的最长时间，参与试验的科研人员表示，乐观估计2035年这一技术即可投入商用，到时氦-3就真正有了用武之地。

其实，月球上存在氦-3并不是新发现，二十世纪中后期人类就知道月球上有这个宝藏了，在二十世纪末，还兴起过一轮“月球淘金热潮”。不过当时科学家普遍认为，氦-3与月壤颗粒紧密融合在一起，必须借助700度以上的高温，才可能将氦-3提取出来。在地球上制造一个700度高温的环境非常简单，但想要将它搬到月球上，就不是现代科技所能实现的了。

再加上当时核聚变技术主要停留在理论层面，因此人们认为氦-3暂时不具备开采条件。但现在随着核聚变技术突飞猛进，以及我国科研人员发现氦-3以气泡形式存在，彻底改变了过去的认知。我国科研人员发现，月壤中钛铁矿颗粒表面存在一种非晶玻璃，直径大约为5至25纳米的氦-3气泡，就存在于玻璃与矿粒的交界处，并不是像之前认为的那样与矿物融合在一起。

这一发现也就意味着，只要打破钛铁矿颗粒外表的玻璃层，氦-3就可以轻松释放出来，所以要提取氦-3，完全不需要700度的高温，只要把钛铁矿颗粒碾碎就可以了。

而要收集月表的钛铁矿，只需要一块大磁铁就能胜任，因为钛铁矿具有弱磁性，可以被磁铁轻松吸出来，这样的开采条件无疑比之前认为的要简单很多。

氦-3为何会以气泡的形式存在于这些颗粒中呢？

研究人员分析认为，因为氦元素很容易被钛铁矿吸引，当太阳风降临月球表面时，氦元素就会与钛铁矿颗粒融合，后来环境发生变化，导致钛铁矿表面产生玻璃状晶体，而矿物颗粒里的氦元素在向外释放过程中，被结构致密的玻璃晶体阻隔，就在两者交界面形成氦-3气泡了。

不过，虽然开采条件比以前容易了，但以目前人类科技而言，想要大规模开采依然是非常困难，因为氦-3在月球上分布非常分散，想要大规模采集就需要把整个月球翻一遍，但现在的人类显然还做不到，无法运送如此多的人力和设备，前往月球开矿。

虽然目前人类已经有建立月球基地常驻月球的计划，但主要还是以科研为主，至于开矿那还是非常遥远的事情。

百万吨级的氦-3元素已经够让人垂涎欲滴了，而月球的财富并不止于此，上面还存在着大量的其他资源。

目前，已知月球矿物种类达到100多种，一些是地球上从来没有出现过的，还有一些虽然地球上也有，但储量和月球上相比差距巨大，譬如钛元素，地球估计储量为20亿吨，而月球储量则超过100万亿吨，达到地球的50万倍以上。所以，如果能到月球上做“矿老板”，那真是轻轻松松一夜暴富。

人类最大的悲哀是什么？就是明知有宝山摆在面前，却没办法把它搬回家！现在，压力又来到中国航天这边，希望航天科技人员再接再厉，让中国人早日在月球安家落户，抢占开发先机，把月球宝贵的资源转化为实实在在可以用的能源，为人类持续发展提供更大助力！

参考资料：
徐琳等，月壤中的氦-3，2003，万方
邓柏权等，月球氦-3与未来的新能源，2003，知网
羽中，月球氦-3能源可供人类用万年，2006，维普网

作者：芒果很忙 校稿编辑：小宛