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科学家发现大量稀有核聚变燃料

地球
WinterIsComing (31822)发表于 2022年05月12日 15时56分 星期四
来自刀剑神域进击篇05
新研究报告称,科学家发现有证据表明,名为氦-3的关键稀有资源在地球上的常见程度可能是以前所知的十倍——不过多出来的氦-3是从哪里来的仍然是个谜。这项发现很重要,因为氦-3可以作为基础,为我们的文明提供无限的清洁能源,但是由于它主要存在于外太空(尤其是月球),我们以前认为它无法获得。氦-3是一种氦的同位素,这意味着它包含的质子数量与这种常见元素相同,但是中子数量不同。这种同位素被认为有望是未来聚变反应堆的强大能源,这使其成了科幻小说中的明星,也成了现实世界中广受欢迎的资源。然而虽然地质过程和核武器试验后会产生少量这种物质,但地球上可用的氦-3 被认为非常少。

现在加州大学圣地亚哥分校地球科学博士后学者 Benjamin Birner 领导的科学家捕捉到了此前未知的大气中氦-3丰度的证据,周一发表在《自然地球科学》期刊上的一项研究称,这“提出了氦-3预算的一个主要难题”,并且“促使人们寻找地球上被错过的氦-3资源——特别是因为氦-3被认为是一种重要但稀缺的资源。”研究人员表示,地球已知的氦-3来源仅占多出来部分的 10%。Birner 和同事是在解决另一个具有挑战性的问题——测量由于人类化石燃料消耗导致大气中氦的总体上升情况——的过程中偶然发现推断出的氦-3过剩状况。团队开发出一种首创的技术,通过检查另一种同位素氦-4估算人为氦排放,结果得出一个令人困惑的结论,即星球上存在着一些未知的氦-3来源。Birner 在电邮中表示:“我们只测量了大气中氦-4的变化。”“然而其他研究人员之前的工作表明大气中的氦同位素比(氦-3/氦-4)大致稳定。这些观察结果放在一起表明大气中氦-3的增加与氦-4的增加相匹配,否则我们会看到大气中同位素比发生变化。”

氦-3可能是核聚变的理想燃料,是一种有望模拟恒星供能过程的能源。尽管核聚变可能在几十年内都无法成为一种实用的能源,如果它可行,它就具有为全球人口提供无限清洁能源的潜力,这使其成为了一个诱人的研究领域。各个领域的科学家可能都会有兴趣在地球上寻找这项新研究中暗示的过剩氦-3。Birner指出,“氦-3的增多非常令人费解,因为到目前为止,我们都无法很好地解释这些氦-3的来源。”“这也是一个需要解决的、非常重要的难题,因为氦-3是和聚变反应堆重要且稀缺的资源。根据先前大气氦-3/氦-4趋势研究报告的不确定性,氦-3的积累看起来很重要,但我们的研究显然会推动对大气中氦-3/氦-4趋势进行更仔细的研究。”