嫦娥5号登月采集氦-3 或将引发下一场能源革命?

▲嫦娥5号探测器月球模拟图，图片来源人民日报

我国首艘月球采样飞船，嫦娥5号探测器于2020年12月2日在月球预选着陆区成功着陆，采集月球表面土壤2公斤。12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接，并于6时12分将样品容器安全转移至返回器中，这是我国首次实现月球轨道交会对接。2020年12月6日13时，嫦娥五号轨道器和返回器组合体与上升器成功分离，进入环月等待阶段，准备择机返回地球。那么大老远，折腾些月壤回来有什么用呢?今天我们从能源的角度来解读一下。

月壤中富含氦-3，目前已探明储量约为100万吨。氦-3是一种清洁、安全、高效的核聚变燃料。如果能解决应用问题，便有可能引发一场能源革命。

氦-3的“大本事”是由其自身的特性决定的。它是一种氦气的同位素气体，产生于太阳风，后被月球捕获，吸附在月球的土壤中。经过45亿年的积累，如今月球的土壤中富含氦-3，约为一百万吨到五百万吨。它无色、无味、稳定，是目前被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。

氦-3燃烧可以产生巨大的能量。根据数据显示，每燃烧1千克氦-3便可产生19兆瓦的能量，可为一座城市提供6年的照明。而且氦-3和传统的核燃料相比，更加安全。由于它的热核反应堆中没有中子，所以使用氦-3做为能源时不会产生辐射。

▲中国科学院院士、中国绕月探测工程首席科学家欧阳自远，图片来源中国科学院官网

中国科学院院士、中国绕月探测工程首席科学家欧阳自远在接受记者采访时表示，月球表面土壤中富含大量氦-3，初步估计有上百万吨。目前科学家正在研究如何利用氘-氦-3参与的核聚变发电，向人类提供能源。8吨的氦-3便可解决我国一年的能源供应总量。

当前大规模利用月球上的氦-3资源，还面临着提纯和运输这两大关键问题。

1.目前缺乏大规模提纯氦-3的技术

大规模地提纯月壤中的氦-3并不容易。首先需要将月球土壤加热到700摄氏度以上，而由于月球上没有氧气，不容易用燃烧的方式进行提纯，因此要想获得足够的能量提纯氦-3，需要研发提纯新技术。

2.从月球运输氦-3到地球的成本过于高昂

从月球运输氦-3到地球成本过于高昂。地月之间距离38万千米，如此遥远的距离，运输氦-3并不容易。当前太空运输的主要方法为航天飞机，而航天飞机往返一次则需要4-5亿美金，如此高昂的成本远超氦-3本身的价值，利用成本过于高昂。