эта добыча природных ископаемых на Луне может решить энергетический кризис, обеспечив человечество энергией на 10 000 лет впере. Высказанная среди прочих предложений задача создания обитаемой станции на Луне отчасти основывается на заманчивой идее использовать уникальные лунные запасы гелия-3 для получения энергии на Земле. В реголите Луны содержатся повышенные концентрации изотопа гелия-3. Почему ученые считают, что гелий-3, который в изобилии содержится на Луне может помочь человечеству преодолеть энергетический кризис?
Гелий-три — энергия будущего
Это и есть гелий-3. Соотношение гелия-3 и гелия-4 в масштабах Вселенной существенно иное - там количество этих изотопов различается примерно на один порядок. Миллиарды лет назад на Земле соотношение гелия-4 и гелия-3 было такое же, как и во всей Вселенной. Однако за прошедшее в тех пор время гелий, образовавшийся при первичном нуклеосинтезе, полностью улетучился из земной атмосферы. И весь гелий, который сегодня есть на Земле, образовался в результате радиоактивного распада. То есть на Земле существует практически только гелий-4.
А гелий-3 образуется только на Солнце в результате происходящих там термоядерных реакций в основном на Солнце образуется гелий-4, но и гелия-3 там образуется тоже немало. С Солнца эти элементы разлетаются в пространство в виде так называемого "солнечного ветра" особый вид космических лучей. На Землю и другие планеты "солнечный ветер" не попадает: мешает атмосфера и магнитное поле. А вот, скажем, на Луну, лишенную атмосферы, частицы "солнечного ветра" попадают и "застревают" в поверхностном слое грунта. До некоторых пор эти факты представляли чисто теоретический интерес.
В практической плоскости о гелии-3 заговорили, когда стало ясно, что нефть закончится в ближайшие десятилетия. Угля и газа хватит чуть подольше, но тоже не надолго. Очевидно, что единственный способ решения энергетической проблемы — это использование энергии атомного ядра. Однако и запасы урана тоже не бесконечны… Поэтому уже полвека неизменно популярна идея использования термоядерного синтеза. В термоядерных реакциях, происходящих на Солнце, четыре атома легкого изотопа водорода соединяются в один атом гелия с выделением энергии.
Именно это низкое сечение реакции обеспечивает устойчивость Солнца — иначе на нем шла бы не устойчивая термоядерная реакция, а термоядерный взрыв. Для термоядерных реакций, производимых на Земле, нужен "тяжелый водород" - дейтерий. Однако, кроме дейтерия, для термоядерной реакции нужен второй компонент, атом которого должен быть в 3 раза тяжелее водорода. Это может быть либо "сверхтяжелый водород", который называется тритий, либо тот самый гелий-3. Тритий на Земле не существует, кроме того, он очень сильно радиоактивен и неустойчив.
Именно такая реакция рассматривается как основная в планируемых проектах, в частности, в создаваемом международном проекте ИТЭР. Однако недостатком такой реакции является, во-первых, необходимость для нее сильно радиоактивного трития, а, во-вторых, то, что в ходе такой реакции возникает сильное нейтронное излучение. Поэтому в последнее время создаются проекты «безнейтронной» термоядерной реакции, топливом для которой служит гелий-3 — легкий изотоп гелия. Преимущество реакций на гелии-3 по сравнению с дейтериево-тритиевой реакцией в том, что, во-первых, для нее не требуется радиоактивных изотопов в качестве топлива, а, во-вторых, получаемая энергия уносится не с нейтронами, а с протонами, из которых извлечь энергию будет легче. Единственная проблема — практическое отсутствие гелия-3 на Земле.
Но, как сказано выше, гелий-3 есть в лунном грунте. Поэтому для того, чтобы иметь источники энергии после того, как подойдет к концу ископаемые виды топлива, космические агентства разных стран разрабатывают планы строительства базы на Луне, которая будет перерабатывать лунный грунт который называется реголит , добывать из него гелий-3 и в сжиженном виде доставлять его на термоядерные электростанции на Земле. Одной тонны гелия-3 хватит, чтобы обеспечить энергетические потребности всего человечества на несколько лет, что окупит все затраты на создание лунной базы.
Однако в этом вопросе Мейерсон настроен оптимистично. По его словам, хотя НАСА вложило десятки миллиардов долларов в программу "Артемида" программа, целью которой является возвращение людей на Луну , он убежден, что пришло время воспользоваться этими средствами передвижения и другими ресурсами для создания лунной горнодобывающей компании. По его словам, "есть клиенты, которые уже сегодня хотят их купить". Масштабный проект, который кажется прибыльным Гелий-3 способен обеспечить неограниченный запас энергии. Один литр оценивается в несколько тысяч долларов. Именно поэтому Министерство энергетики США работает над его переработкой. Учитывая это, Мейерсон говорит, что в краткосрочной перспективе гелий-3 будет востребован в индустрии сверхпроводящих квантовых вычислений и для медицинской томографии.
В более отдаленной перспективе гелий-3 может быть использован в качестве топлива для термоядерных реакторов. Однако различные исследователи задаются вопросом, как компания будет добывать газ из лунного реголита с выгодой для себя. Вероятно, для получения одного грамма гелия-3 компании придется переработать десятки или даже сотни тонн лунного реголита. Но Мейерсон не переживает. Проект Interlune основан на ключевой технологии: низкоэнергетическом процессе добычи лунного газа.
Об этом сообщает лондонская газета Times.
По данным газеты, Китай сейчас работает над программой добычи гелия-3 на Луне. Изотоп гелия-3 возникает на Солнце во время термоядерных реакций, а затем солнечным ветром распространяется в космосе. Он практически не достигает поверхности земли из-за плотной атмосферы нашей планеты.
Также этот элемент может быть использован для создания эффективных реакторов, которые могут стать ключевыми в будущем энергетическом секторе. Поиски гелия-3 на Луне: технологии и препятствия Поиск редчайшего гелия-3 на Луне является одной из самых интересных задач современной космической науки. Так как гелий-3 не выделяет радиацию и не производит опасных отходов, он может стать ключевым компонентом в новых проектах ядерной энергетики.
Поиск этого элемента на Луне осложняется техническими и экономическими препятствиями. Добыча гелия-3 требует использования специализированного оборудования и технологий, которые еще не разработаны. Кроме того, доставка оборудования и персонала на Луну также представляет значительные трудности и затраты. Несмотря на эти сложности, некоторые страны уже начали работу по поиску гелия-3 на Луне. NASA рассматривает возможность использования коммерческих компаний для добычи гелия-3 на Луне. Такой подход может помочь снизить затраты и ускорить процесс поиска редкого элемента.
Российские ученые обнаружили на Луне почти 1,5 млн тонн гелия-3, которого нет на Земле
При этом эксперты отмечают, что ни гелий-3, ни продукты его распада не будут радиоактивны и не станут такой огромной проблемой при утилизации, как современное ядерное топливо. Однако стоимость добычи этого источника энергии на Луне будет очень высокой. Для добычи каждого грамма гелия-3 потребуется перерабатывать 150 тонн реголита. Это не говоря про транспортировку изотопа на Землю. Тем не менее Китайское космическое агентство уже в 2024 году планирует отправить на Луну еще три миссии по изучению южного полюса спутника и приступить к возведению Международной лунной исследовательской станции.
За открытие сверхтекучести гелия-3 в 1996 году Д. Ошерову , Р. Ричардсону и Д. Ли была присуждена Нобелевская премия по физике. В 2003 году Нобелевской премией по физике отмечены А. Абрикосов , В.
Если же откачивать пары гелия-3, то можно вплотную приблизиться к условной границе криогенных и сверхнизких температур 0,3 К. Путём растворения жидкого гелия-3 в гелии-4 достигают милликельвиновых температур около 0,02 К. Самым же полезным видом применения гелия-3 является термоядерное топливо. Однако именно этого человечество ещё пока делать и не может ввиду отсутствия гелия-3 в необходимых количествах, а также сырой технологии создания и эксплуатации токамаков. Но в теории гелий-3 является чуть ли не идеальным вариантом ядерного топлива. Дейтерий-гелиевые реакции не производят радиоактивные отходы в том числе в случае аварий , обладают высокой энергоэффективностью, вместо малополезных нейтронов выделяют протоны, которые могут быть использованы для дополнительной генерации электроэнергии, а реакторы, по расчётам учёных, будут иметь меньшие эксплуатационные затраты. В чём проблема добычи гелия-3 Как уже было сказано, на Земле природный гелий-3 добывать если и возможно, то абсолютно не эффективно, а искусственное производство покрывает только интересы учёных. На Луне же находятся огромные запасы данного природного топлива. По данным издания World Security Network, стоимость добычи 1 тонны гелия-3 на спутнике Земли может составлять около 3 миллиардов долларов на 2014 год. Учитывая разницу в энергетической эффективности изотопа гелия и нефти и другие сложные расчёты, даже такая сумма является экономически выгодной. Однако есть нюанс. Для того, чтобы начать добычу чего бы то ни было на Луне, придётся для начала переселить туда несколько шахтерских городов, что, по сути, означает колонизацию спутника. Нужна ещё и соответствующая инфраструктура людям придется жить в условиях вакуума самостоятельно и обеспечивать себя водой, воздухом, топливом, основными строительными материалами и так далее , создание которой обойдется гораздо дороже и займёт не меньше 20 лет. А этим никто не будет заниматься, пока до конца не ясна перспектива использования термоядерных реакторов, которые на данный момент работают исключительно в экспериментальном режиме, удерживая реакции в течение нескольких секунд, и ни о каком массовом получении энергии пока речь не идет.
Однако его поступление из мантии в атмосферу через вулканы и разломы в коре оценивается всего в несколько килограмм в год. Некоторая часть гелия-3 возникает при распаде трития, в реакциях скалывания на литии под действием альфа-частиц и космических лучей , а также поступает из солнечного ветра. На Солнце и в атмосферах планет-гигантов первичного гелия-3 значительно больше, чем в атмосфере Земли. В лунном реголите гелий-3 постепенно накапливался в течение миллиардов лет облучения солнечным ветром. Физические свойства Атомная масса гелия-3 равна 3,016 у гелия-4 она равна 4,0026, ввиду чего их физические свойства весьма отличаются. Гелий-3 кипит при 3,19 К гелий-4 — при 4,23 К , его критическая точка равна 3,35 К у гелия-4 — 5,19 К. Дополнен 12 лет назад Жидкий гелий-3 Квантовая жидкость, существенно отличающаяся по свойствам от жидкого гелия-4. Жидкий гелий-3 удалось получить только в 1948 году. В 1972 году в жидком гелии-3 был обнаружен фазовый переход в сверхтекучее состояние при температурах ниже 2,6 мК и при давлении 34 атм. Ранее считалось, что сверхтекучесть, как и сверхпроводимость — явления, характерные для бозе-конденсата, то есть кооперативные явления в среде с целочисленным спином объектов. За открытие сверхтекучести гелия-3 в 1996 г.
СМИ: Китай работает над программой добычи гелия-3 на Луне
Американский стартап Interlune намерен организовать добычу гелия-3 на Луне уже к 2030 году. Содержание Гелия 3 на Луне в 10 тысяч раз выше, чем на Земле. Европейские ученые объявили о планах начать добычу гелия-3 на Луне уже в 2025 году. «Индия может создать производство на Луне для разработки огромных запасов ценного сырья — гелия-3 — и доставки его на Землю. Избирательное обогащение лунного реголита солнечным гелием в зависимости от минерального состава приводит к неоднородному региональному распределению месторождений изотопов гелия на Луне.
Бывший астронавт предлагает добывать гелий-3 на Луне
Имеющиеся на Луне запасы гелия-3 могут обеспечить землян энергией на пять тысяч лет вперед, заявил в среду на мультимедийной лекции в РИА Новости доктор физико-математических наук. В то же время на Луне магнитное поле отсутствует и здесь гелий-3 может свободно накапливаться в поверхностном слое грунта. гелий-3 - космическое топливо будущего. Бывшие сотрудники компании Blue Origin создали стартап, который планирует заниматься добычей гелия-3 на Луне. при доступных или перспективных технологиях - смог бы выполнять функцию добычи гелия-3 на Луне, и оценил - сможет ли он приносить прибыль. На Луне же, где нет атмосферы, гелий-3 из солнечного ветра и межпланетной среды попадает на поверхность и сохраняется в реголите.
Индийские эксперты заявили о создании базы на Луне через 10 лет
найти ему применение. Стартап Interlune, созданный бывшими руководителями Blue Origin, заявил о планах по добыче на Луне редкого гелия-3. На Луне гелий-3 присутствует в очень малых количествах, но его добыча может стать очень выгодным бизнесом. По словам ученых, гелий накопился в лунном грунте благодаря постоянному воздействию солнечного ветра — потока ионизированных частиц, сообщает RT. Извлекать гелий-3 из недр Луны российский ученый предлагает с помощью своеобразных "лунных бульдозеров", которые после нагрева грунта будут сгребать изотоп с поверхности.
Зачем американцы собрались присвоить Луну
Специалисты стартапа Interlune разработали стратегию по добыче гелия-3 на Луне и последующей доставке его на Землю. Индия намерена стать лидером по добыче изотопа гелия-3, который в изобилии имеется на Луне и может стать перспективным источником энергии для Земли. На Луне же количество гелия-3, попавшего на наш спутник из солнечного ветра, по оценкам, сотни миллионов тонн.
» Сокровище Луны – гелий-3
Гелий-3, которого на Луне во много раз больше, чем на Земле, считается наиболее перспективным компонентом термоядерных реакторов будущего – основы безуглеродной энергетики. Индия к 2030 году планирует начать добычу гелия-3 (изотоп химического элемента гелия) на Луне, сообщает агентство IANS о ссылкой на заслуженного профессора Индийской организацией космических исследований (ISRO) Сиватхана Пиллаи. Гелий-3 есть и на Земле, но в крайне незначительных количествах. эта добыча природных ископаемых на Луне может решить энергетический кризис, обеспечив человечество энергией на 10 000 лет впере.
Новые сверхдержавы родятся на Луне
| Стартап Interlune планирует к 2030 году начать добычу гелия-3 на Луне / Хабр | Гелий-3 является побочным продуктом реакций, протекающих на Солнце. |
| Гелий-три — энергия будущего - Статья НЛО МИР | На Луне гелий-3 присутствует в очень малых количествах, но его добыча может стать очень выгодным бизнесом. |
| На Луну спешим летим!:-) ГЕЛИЙ-3 забрать хотим!:-) | Для добычи гелия-3 на Луне предлагается использовать специальные роботы-шахтеры, которые будут добывать грунт и извлекать из него гелий-3. |
| Американский стартап Interlune планирует добывать гелий-3 на Луне | «Индия может создать производство на Луне для разработки огромных запасов ценного сырья — гелия-3 — и доставки его на Землю. |