Na Mjesecu otkriven potencijalni novi izvor energije
- Objavljeno u Znanost
Kako se čini, kineski robotski rover Chang'E-5, osim vode je na površini Mjeseca otkrio i potpuno novi mineral, prozirni kristal koji je nazvan Changesite-(Y), a koji nudi i potencijal korištenja kao fuzijskog goriva.
U zajedničkom priopćenju Kineske nacionalne svemirske uprave i Kineske uprave za atomsku energiju prošlog tjedna, Kina je proslavila otkriće svog prvog novog minerala otkrivenog na Mjesecu i šestog ikada od strane čovječanstva.
Prema kineskoj novinskoj agenciji Xinhua, Changesite-(Y) je vrsta bezbojnog prozirnog stupastog kristala. Otkrio ga je analizom lunarnih bazaltnih čestica istraživački tim iz Pekinškog istraživačkog instituta za geologiju urana, podružnice Kineske nacionalne nuklearne korporacije.
Uzorak koji je analiziran i koji je Međunarodna mineraloška udruga potvrdila kao novi mineral – pronađen je među samo 1.731 grama lunarnih uzoraka koje je na Zemlju vratila misija Chang'E 5 2020 godine. To su ujedno prvi uzorci s Mjeseca koji su stigli na Zemlju od posljednje Apollo misije 1976. godine.
Novi mineral je monokristalna čestica polumjera oko 10 mikrona, a to otkriće je ujedno dalo i prve brojke oko koncentracije helija-3 u Mjesečevoj prašini, pa su istraživači uspjeli saznati "parametre ekstrakcije" potrebne za prikupljanje ovog izotopa iz vraćenih uzoraka.
Helij-3 smatra se obećavajućim potencijalnim gorivom za nuklearnu fuziju. S dva protona i samo jednim neutronom, jedinstven je kao jedini poznati stabilni izotop bilo kojeg elementa koji ima više protona nego neutrona. Teoretski, reakcija fuzije deuterija/helija-3 oslobodila bi 164,3 megavatsata energije po gramu helija-3 i što je ključno, niti helij-3 niti njegovi produkti reakcije nisu radioaktivni.
Doduše, postoje i neki nedostaci. Fuzijski reaktor helija-3 morat će raditi na puno višim temperaturama od reaktora tricija, na primjer, a helij-3 je iznimno rijedak i teško ga je izolirati na Zemlji. Doista, glavni način na koji se danas proizvodi je čekanje da se tricij u nuklearnim bojevim glavama i srodnim zalihama raspadne, a zatim ga se izvlači u malim količinama, ukupno oko 15 kg godišnje. Prirodno je prisutan u Zemljinoj atmosferi, ali u malim koncentracijama od 7,2 dijelova na bilijun. Također je prisutan u primordijalnim plinovima u Zemljinom plaštu, ali općenito je nedostupan.
No svakako je od velike vrijednosti budući da su ga SAD počele koristiti u detektorima neutrona koji skeniraju nuklearne materijale na američkim graničnim prijelazima, što je uvelike povećalo potražnju i u skladu s tim povisilo cijenu. U posljednje vrijeme dosegnuo je čak 17.540 američkih dolara po gramu, a očekuje se da će potražnja nastaviti rasti, zbog čega mnogi analitičari vjeruju da je izvrstan kandidat za rudarenje na Mjesecu.
Vjeruje se da površina Mjeseca sadrži čak 1,1 milijun metričkih tona helija-3. Prema International Policy Digestu, to predstavlja oko 1,5 kvadrilijuna dolara vrijednih resursa i priliku koju je Ouyang Ziyuan, voditelj kineskog programa istraživanja Mjeseca, sažeo kao priliku transformacijske fuzijske energije: "Svake godine tri misije bi mogle donijeti dovoljno goriva za sva ljudska bića širom svijeta."
Naravno, troškovi izgradnje rudarske operacije na Mjesecu su astronomski, a to bi bila vrlo složena operacija. Najveće procijenjene koncentracije helija-3 u lunarnom tlu su oko 50 dijelova na milijardu (Kina nije objavila koncentracije koje je otkrila u svojim uzorcima), tako da biste vjerojatno trebali obraditi 150 tona regolita da dobijete jedan gram ovog vrijednog izotopa, koji biste potom morali vratiti na Zemlju.
"Analiza sastava lunarnog tla i uzoraka lunarnog kamenja i proučavanje nuklearne znanosti za procjenu potencijalnih izvora nuklearne energije na Mjesecu jedan je od strateških ciljeva kineskog Projekta istraživanja Mjeseca", stoji u priopćenju Kineske nacionalne nuklearne korporacije.
Kineska nacionalna svemirska uprava objavila je potpuno državno odobrenje za sljedeće tri lunarne misije faze 4. Chang'E 6, 7 i 8, za koje se očekuje da će započeti s lansiranjem već 2024. godine, istražit će južni pol Mjeseca i započeti s izgradnjom osnovne strukture za Međunarodnu postaju za istraživanje Mjeseca.