Chiny odkryły na Księżycu zupełnie nowy minerał

Chiński łazik Chang’E-5 odkrył na Księżycu nieznany dotąd minerał o nazwie Changesite-(Y). W dostarczonych próbkach znaleziono też Hel-3, który może idealnym być paliwem do syntezy jądrowej.

Zbliżający się kryzys energetyczny pokazał jak ważne jest ważne jest projektowanie nowych metod produkcji prądu dla naszych domów i firm. Być może w zapewnieniu nam bezpieczeństwa energetycznego pomogą Chiny, a konkretnie ich odkrycie dokonane na Księżycu.

W 2020 roku Chiny wysłały na Księżyc łazik Chang’E-5, który dostarczył 140 tys. próbek skał o łącznej masie 1,7 kg. Trafiły one następnie do Międzynarodowego Stowarzyszenia Mineralogicznego, które zajęło się ich dokładną analizą. W dostarczonej próbce znaleziono nieznany dotąd minerał.

Hel-3 może rozwiązać problemy energetyczne Ziemi

Okazało się, że jest to nieznany dotąd minerał, który nazwano Changesite-(Y), na cześć chińskiej bogini księżyca Chang’e. Jest to minerał fosforanowy, który tworzy kolumnowe kryształy i znaleziono go w cząstkach księżycowego bazaltu lub skałach wulkanicznych. Naukowcy z Pekińskiego Instytutu Badawczego Geologii Uranu wyizolowali pojedynczy kryształ o promieniu 10 mikrometrów. W próbkach znaleziono również hel-3, który ma potencjał jako źródło paliwa do syntezy jądrowej.

Z dwoma protonami i tylko jednym neutronem jest wyjątkowy jako jedyny znany stabilny izotop dowolnego pierwiastka, który ma więcej protonów niż neutronów. Teoretycznie reakcja syntezy deuteru/helu-3 uwolniłaby 164,3 megawatogodzin energii na gram helu-3. Najważniejsze jest jednak to, że ani izotop, ani produkty jego reakcji nie są radioaktywne. Wykorzystanie go jako źródła energii nie powodowałoby powstawania promieniotwórczych odpadów, których utylizacja jest zawsze problematyczna i niezwykle kosztowna.

Oczywiście Hel-3 nie jest pozbawiony wad. Jedną z nich jest wyższa temperatura pracy w porównaniu do reaktora trytowego. Kolejny problem to pozyskanie tego izotopu, gdyż jest niezwykle rzadki i trudny do wyprodukowania na Ziemi. W zasadzie jedyną sensowną metodą jego uzyskania jest czekanie aż tryt w głowicach nuklearnych ulegnie rozpadowi, co pozwala pozyskiwać niewielkie jego ilości. Pozwala to pozyskać około 15 kg Helu-3 rocznie.

Naturalnie jest on również obecny w ziemskiej atmosferze, lecz jego stężenie wynosi zaledwie 7,2 cząstek na bilion. Znajdzie się go także w pierwotnych gazach zlokalizowanych w płaszczu Ziemi, ale pozyskanie go stamtąd jest aktualnie niemożliwe. Księżyc może więc być najważniejszym jego źródłem.

Państwo, które jako pierwsze zacznie go komercyjnie wydobywać i dostarczać na Ziemię, zarobi na tym niewyobrażalne pieniądze. Hel-3 kosztuje bowiem obecnie 17,540 dolarów za gram, a ta cena wynika głównie z rosnącego zapotrzebowania. Izotop stosowany jest m.in., przez USA w detektorach neutronów poszukujących materiałów rozszczepialnych na granicy państwa.

Izotop o ogromnej wartości i małej dostępności

Uważa się, że na Księżycu może znajdować się aż 1,1 mln ton Helu 3, zaś wartość tych zasobów szacuje się na 1,5 biliarda dolarów. Oczywiście trzeba też wziąć pod uwagę fakt, że koszty jego wydobycia oraz dostarczenia na Ziemię również będą astronomiczne. Problemem jest koncentracja izotopu, która również jest stosunkowo mała. Najwyższe szacowane stężenie helu-3 wynosi 50 cząstek na miliard. A to oznacza, że trzeba przetworzyć 150 ton regolitu w celu zebrania jednego grama izotopu.

Chiny nadal zamierzają badać powierzchnię Księżyca. Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna ogłosiła już zatwierdzenie trzech kolejnych misji fazy 4. Będą to Chang’E 6, 7 i 8, które wystartują najwcześniej w 2024 roku i zbadają południowy biegun Księżyca. W tym czasie rozpocznie się też budowa podstawowej struktury Międzynarodowej Księżycowej Stacji Badawczej.

Źródło