Изотоп гелий-3 на Луне. Помимо нового минерала, в лунном грунте была обнаружена большая концентрация изотопа гелия-3.
Changesite, Helium-3 и будущие разработки
- Американский стартап Interlune планирует добывать гелий-3 на Луне
- Зачем американцы собрались присвоить Луну
- Зачем американцы собрались присвоить Луну
- Американский стартап Interlune планирует добывать гелий-3 на Луне
- Китай находит гелий-3 на Луне: начинается великая гонка
- Changesite, Helium-3 и будущие разработки
Китайские ученые ищут гелий-3 в лунном грунте
Луна на очереди: в Китае хотят добывать гелий-3 с поверхности спутника Земли Залежи редчайшего изотопа позволят человечеству забыть о добыче энергии на ближайшие 5 тысяч лет. Источник фото Специалисты из Пекинского научно-исследовательского института геологии урана изучили грунт, привезенный с Луны в 2020 году. Это первые каменистые образцы с 1976 года, привезенные со спутника. Сообщается , что из образцов ученые смогли узнать, в какой концентрации в грунте Луны содержится гелий-3. Этот изотоп — наиболее безопасный и многообещающий источник ядерной энергии, который можно было бы добывать на спутнике Земли.
Элемент, из которого получают этот изотоп, образуется в результате солнечной реакции и присутствует почти повсюду в космосе. Однако Земля обладает лишь крошечным количеством этого элемента, что делает ее редкой находкой.
Поэтому компания Interlune планирует изменить ситуацию, задействовав лунные ресурсы. Однако такой подход вызывает ряд вопросов. Во-первых, научное сообщество интересуется, как стартап собирается добывать полезный газ из лунного реголита — абразивного, каменистого и загрязненного материала, находящегося на поверхности Луны. Во-вторых, как Interlune собирается отправлять гелий-3 на Землю? И наконец, если компания добьется успеха, есть ли уверенность в том, что у нее будет большой и устойчивый рынок для поддержки ее бизнеса? 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.
Гелий-3 — это продукт звездных синтезов. Тогда как земной гелий в основном образуется при радиоактивном распаде урана-238, урана-235, тория и нестабильных продуктов их распада и представляет собой изотоп гелия-4. Причем на Луне гелий-3 находится лишь в поверхностном слое и имеет солнечное происхождение, а Луна играет роль ловушки для солнечного ветра. И хотя, наверное, все планеты солнечной системы содержат радиогенный образовавшийся при альфа распаде гелий-4, но только планеты-гиганты обладают значимыми запасами реликтового гелия-3 из космоса. И вероятно лишь тела без сильного магнитного поля могут стать ловушками солнечного ветра.
Тогда как земной гелий в основном образуется при радиоактивном распаде урана-238, урана-235, тория и нестабильных продуктов их распада и представляет собой изотоп гелия-4. Причем на Луне гелий-3 находится лишь в поверхностном слое и имеет солнечное происхождение, а Луна играет роль ловушки для солнечного ветра. И хотя, наверное, все планеты солнечной системы содержат радиогенный образовавшийся при альфа распаде гелий-4, но только планеты-гиганты обладают значимыми запасами реликтового гелия-3 из космоса.
И вероятно лишь тела без сильного магнитного поля могут стать ловушками солнечного ветра. Таким образом, выбор стоит между получением солнечного или реликтового изотопов гелия-3.
Навигация по записям
- На полюс за гелием
- На полюс за гелием
- Новые сверхдержавы родятся на Луне
- Китай обнаружил на Луне новый минерал и ценный источник гелия-3
- Поделиться
Луна на очереди: в Китае хотят добывать гелий-3 с поверхности спутника Земли
Добыча гелия-3 потребовала бы астрономические суммы для организации на Луне горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. На Луне концентрация гораздо выше, минимальная оценка запасов превышает 500 тысяч тонн. РКК «Энергия» планирует промышленное освоение Луны для добычи экологически чистого топлива гелий-3, которого нет на Земле. Вместе они руководят разработкой программы высадки на Луне робота, который определит основные месторождения гелия-3. Гелий-3 — это редкий изотоп гелия, который имеет два протона и один нейтрон в ядре. Гелий-3 же в относительно больших количествах содержится в космическом гелии, который образуется, например, на Солнце при термоядерных реакциях.
Коммерческая добыча гелия-3 из лунного грунта: стартап хочет попробовать
Первым делом предполагается освоить лунные запасы гелия-3, хотя и не вполне возобновляемые, но тем не менее непомерные, а заодно получать энергию от такого «возобновляемого» источника, как Солнце, с помощью солнечных батарей. Лунные запасы О существовании на Луне гелия-3 узнали после анализа ее грунта, доставленного автоматическими станциями, а также вручную — ведь только в последнюю экспедицию американские астронавты прихватили с собой 117 кг такового грунта. Гелий-3 заносился на Луну солнечным ветром миллиарды лет и считается самым перспективным источником дешевой энергии благодаря способности вступать в термоядерную реакцию с дейтерием. Однако для этого потребуются температуры порядка миллиарда градусов, что пока неосуществимо. Теоретически его использование предпочтительнее в дейтерий-тритиевом синтезе, о котором часто пишут, поскольку здесь в ходе реакции получаются свободные протоны вместо нейтронов, способных просуществовать за пределами реактора значительно дольше, а потому более опасных.
По расчетам, общие запасы гелия-3 составляют 500 млн тонн, что примерно 36 г на тонну грунта, так что с одного кв. При термоядерном синтезе всего лишь из килограмма гелия-3 выделяется 19 МВт, а из одной тонны — энергии столько же, как при сжигании 15 млн тонн нефти. Чтобы обеспечивать энергией всю Землю на протяжении года, его потребуется всего-то 30 тонн. Так что его использование даст возможность полностью обеспечить всю Землю энергией на протяжении более 1000 лет.
Недавно было заявлено, что гелия-3 хватит на 5000 лет. На нашей же планете таковой изотоп, по сути, отсутствует, в недрах его содержится не больше 1000 тонн, а концентрация слишком низка для рентабельной промышленной добычи. Насчет гелия-3 обсуждаются два варианта: либо перебрасывать его на Землю с помощью ракет и вырабатывать электроэнергию в земных реакторах, либо создавать таковые прямо на Луне и передавать вырабатываемую энергию, преобразуя в виде потоков, например по лазерному лучу. Считается, что это даже предпочтительнее, поскольку отпадает надобность в транспортировке, и, кроме того, тем же способом предполагается передавать на Землю энергию от солнечных батарей.
Батареи намечается расположить по лунному экватору, развернув на площадях в несколько десятков кв. Уже идут работы по созданию самодвижущихся роботов, которые вместо людей будут осваивать Луну, строить установки по производству солнечных батарей из лунных материалов, а также по обогащению и переработке пород, содержащих гелий-3. Предполагается, что Луна станет базой запусков космических аппаратов для исследования других планет Солнечной системы, поскольку сила тяжести там в 6 раз меньше, чем на Земле, и вдобавок не надо преодолевать сопротивление воздуха ввиду его отсутствия. Есть и такие экзотические проекты, как усыпать ее поверхность тончайшим слоем мела, чья отражательная способность в несколько раз выше таковой лунного грунта, и таким образом освещать Луной Землю по ночам, обходясь без расходования электроэнергии на освещение улиц.
Космические технологии Теме предстоящего освоения Луны посвящено множество публикаций как в научно-популярных ресурсах, так и в СМИ для широкой публики.
И с тех пор ученые усердно работали над тем, чтобы понять, как доставить его на Землю, поскольку это дало бы огромные преимущества с точки зрения энергии. Прежде всего, термоядерный синтез с гелием-3 по сравнению с термоядерным синтезом с использованием дейтерия и трития, изотопов водорода, не приведет к образованию радиоактивных нейтронов. Минусы: большие трудности с получением контролируемых реакций, но у нас есть время решить эту проблему.
Этап, который приведет к строительству «исследовательской базы» на южном полюсе Луны. Дорожная карта миссий, запланированных на ближайшее время: Чанъэ 6, который, как и «Чанъэ 5», будет миссией по сбору образцов. На этот раз он попытается вернуть на Землю лед, расположенный в постоянно затененных кратерах на южном полюсе. Чанъэ 7, который будет представлять собой комбинацию орбитального аппарата, посадочного модуля и вездехода, предназначенную для поиска воды на южном полюсе Луны.
Несмотря на количество, эта миссия может следовать за Чанъэ-6, но также и предшествовать ей. Чанъэ 8, который проверит технологии возможного строительства лунной базы. К этим миссиям добавляются миссии с экипажем, которые Китай, в сотрудничестве с Россией , план на следующее десятилетие.
Тогда, вероятно, гелий-3 сможет стать выгодным товаром для торговли с Землей. Но поскольку люди, находящиеся в столь сложных условиях, будут нуждаться в гораздо большем количестве энергии, чем земляне, лунные запасы гелия-3 могут показаться нашим потомкам не такими уж безграничными и привлекательными. Кстати, на этот случай есть и альтернативное решение. Если уж инженеры и физики найдут способ справиться с удержанием в десять раз более горячей, чем нужно для современного токамака, гелиевой плазмы задача, кажущаяся сейчас совершенно фантастической , то, увеличив температуру еще всего лишь в два раза, мы "зажжем" и реакцию синтеза с участием протонов и бора. Тогда все проблемы с топливом будут решены, причем за гораздо меньшую цену: бора в земной коре больше, чем, например, серебра или золота, он широко используется как добавка в металлургии, электронике, химии. Различных боросодержащих солей горнообогатительные комбинаты выпускают сотни тысяч тонн в год, а если нам не хватит запасов на суше, то в каждой тонне морской воды содержится несколько граммов бора. И тот, у кого в домашней аптечке припасен пузырек борной кислоты, может считать, что у него есть собственный энергетический резерв на будущее.
Литература Бронштейн М. Солнечное вещество. Лунный грунт из моря изобилия. Подписи к иллюстарциям Илл. Гелиевый цикл реакций ядерного синтеза начинается со слияния двух протонов в ядро дейтерия. На следующих этапах образуются более сложные ядра. Выпишем несколько первых наиболее простых реакций, которые понадобятся нам в дальнейшем. В частности, чем выше кинетическая энергия ядра и чем меньше его электрический заряд, тем больше шансов пройти электростатический барьер и тем выше скорость реакции см. Ключевой параметр теории термоядерной энергетики - критерий зажигания реакции - определяет, при какой плотности и температуре плазменного топлива энергия, выделяемая при синтезе пропорциональная скорости реакции, умноженной на плотность плазмы и время горения , превысит затраты на нагрев плазмы с учетом потерь и коэффициента полезного действия. Наибольшая скорость у реакции дейтерия и трития, и, чтобы достичь зажигания, плазму с концентрацией около 1014 см-3 необходимо нагреть до полутора сотен миллионов градусов и удерживать 1-2 секунды.
Чтобы добиться положительного баланса энергии в реакциях на других компонентах - гелии-3 или боре, меньшую скорость надо компенсировать, в десятки раз увеличивая температуру и плотность плазмы. Зато при удачном столкновении двух ядер выделяется энергия, в тысячу раз превосходящая энергию, потраченную на их нагрев. Начальные реакции гелиевого цикла, образующие дейтерий и тритий в солнечном ядре, идут настолько медленно, что соответствующие кривые в поле этого графика не попали. Солнечный ветер - это поток разреженной плазмы, постоянно истекающей с солнечной поверхности в межпланетное пространство. Ветер уносит всего лишь около 3х10-14 солнечной массы в год, но именно он оказывается основным компонентом межпланетной среды, вытесняющим межзвездную плазму из окрестностей Солнца. Так создается гелиосфера - своеобразный пузырек радиусом примерно в сто астрономических единиц, движущийся вместе с Солнцем через межзвездный газ. К ее границе сейчас, как надеются астрономы, подлетают американские спутники "Вояджер-1" и "Вояджер-2", которые скоро станут первыми космическими аппаратами, покинувшими пределы Солнечной системы. Впервые солнечный ветер обнаружила советская межпланетная станция "Луна-2" в 1959 году, однако косвенные свидетельства о наличии корпускулярного потока, идущего от Солнца, были известны и ранее. Именно солнечному ветру жители Земли обязаны магнитными бурями см. Примесь других элементов незначительна.
Лунный реголит - это довольно рыхлый слой на поверхности Луны толщиной в несколько метров.
Серьезные исследования на лунной местности еще не проводились. А что известно уже сейчас? Ученым известно, что породы на поверхности Луны содержат большое количество кислорода, и эксперименты показали, что этот кислород может быть извлечен из пород, чтобы обеспечить космонавтов воздухом, а также для получения воды и даже ракетного топлива. Есть также следы некоторого количества ценных минералов и других ископаемых на Луне см.
Что за новый источник энергии нашли в арктических скалах?
Radia Windrunner который вскоре станет самым большим грузовым самолётом в мире и Стартап Interlune который собирается добывать безумно дорогой гелий-3 на Луне. "Ученые посчитали, что 1 тонна гелия-3 в термоядерном реакторе даст столько энергии, сколько сжигание 15 миллионов тонн нефти. 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. эта добыча природных ископаемых на Луне может решить энергетический кризис, обеспечив человечество энергией на 10 000 лет впере. Гелий-3 — это газ, который потенциально может быть использован в качестве топлива для будущих термоядерных электростанций, но крайне редко встречается на Земле, хотя в изобилии существует на Луне.
Китайские ученые ищут гелий-3 в лунном грунте
Гелий-3: Как Луна могла бы решить все энергетические проблемы Земли. Запасы гелия-3 на Луне исследователи оценили в около 1,3 млн тонн. Добыча гелия-3 потребовала бы астрономические суммы для организации на Луне горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. Компания планирует в 2026 году доставить на поверхность Луны демонстрационный аппарат, который возьмет образцы реголита, после чего попробует извлечь из них гелий-3.
Космонавтика
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. Компания также работает над запуском демонстрационной миссии, запланированной на 2026 год.
В ходе этой миссии будут взяты образцы лунного реголита, измерено количество гелия-3 и предпринята попытка его извлечения.
По его словам, в ближайшем будущем партнерам по Международной космической станции МКС следует постепенно переходить от ее эксплуатации к созданию Международной лунной станции МЛС. Получим большую практическую пользу", — заключил ученый. В настоящее время изотоп гелий-3 на Земле добывают в очень небольших количествах, исчисляемых несколькими десятками граммов в год.
На Луне же запасы этого ценного изотопа составляют, по минимальным оценкам, около 500 тысяч тонн.
Если быть точнее, то всего 0,02 грамма гелия-3 в ходе реакции термоядерного синтеза высвобождает столько же энергии, сколько при сжигании барреля нефти. Добыча гелия-3 на Луне может стать решающим фактором в развитии термоядерной энергетики. Однако, для этого необходимо решить ряд технических и экономических проблем, связанных с добычей и транспортировкой гелия-3 на Землю , а также с разработкой технологий, позволяющих эффективно использовать гелий-3 для термоядерного синтеза.
Однако, для этого необходимо решить ряд технических и экономических проблем, связанных с добычей и транспортировкой гелия-3 на Землю , а также с разработкой технологий, позволяющих эффективно использовать гелий-3 для термоядерного синтеза. Существует несколько проектов и исследований, направленных на поиск возможностей использования гелия-3 в термоядерном синтезе. Одним из наиболее известных проектов является ITER Международный экспериментальный термоядерный реактор , в рамках которого строятся установки для термоядерного синтеза на основе плазмы, использующие гелий-3 в качестве топлива.
Китай находит гелий-3 на Луне: начинается великая гонка
Учёные передают контейнер с лунными образцами, полученными зондом «Чанъэ-5». Кроме того, из 150 тонн реголита получится собрать всего один грамм этого ценного изотопа. Тем не менее, добыча лунного гелия-3 может стать приоритетной стратегической задачей для Китая в ближайшее время, поэтому после объявления об этой находке Китайское космическое управление объявило о запуске трёх новых лунных миссий. Первая фаза должна стартовать уже в 2024 году, что позволит учёным исследовать южный полюс Луны и начать строительство Международной лунной исследовательской станции.
Стоимость такого количества «черного золота» по сегодняшним ценам составляет примерно 10 миллиардов долларов. Одна тонна гелия-3 гарантированно загрузит работой в течение года термоядерную электростанцию мощностью 10 ГВт.
При этом суммарная мощность электростанций России равна 215 ГВт, так что получается, что для обеспечения энергетических потребностей нашей страны потребуется всего около 20 т гелия-3 в год, а вся мировая электроэнергетика потребит около 200 тонн это сырья за год работы. Выходит, что нескольких запусков транспортных космических кораблей в год полностью хватило бы, чтобы обеспечить сырьем все электростанции России. Сегодня запасы этого сырья только в верхних слоях естественного спутника Земли оцениваются примерно в 500 миллион тонн, таким образом, даже с учетом быстрого роста энергопотребления, полночное светило сможет снабжать человечество теплом и энергией 15 тысяч лет. А это куда больше, чем история отвела нефтяной эре. Добыча не будет легкой — одна тонна перспективного для переработки грунта содержит всего 10 миллиграмм гелия-3. При этом его предстоит отделить от обычного гелия-4, концентрация которого в 3 тысячи раз выше.
Иными словами, говорит Эрик Галимов, чтобы добыть 1 тонну гелия-3, нужно переработать 100 миллионов тонн лунного грунта, то есть участок ее поверхности площадью 20 квадратных километров на глубину 3 метров! При этом доставка на Землю 1 тонны легкого изотопа гелия с Луны обойдется не дешевле 100 миллионов долларов. По расчетам американского астронавта Харрисона Шмитта, побывавшего в 1972 году на Луне в составе экипаже «Аполлона-17», использование гелия-3 в земной энергетике, учитывая все расходы на его добычу и доставку, становится коммерчески выгодным, когда производство термоядерной энергии с использованием этого сырья превысит мощность 5 ГВт. Фактически это означает, что уже одна электростанция на лунном топливе сделает его добычу и транспортировку рентабельной. По оценке Шмитта, предварительные расходы на стадии исследований обойдутся примерно в 15 млрд долларов. По словам Эрика Галимова, чтобы организовать добычу гелия-3 из лунного грунта, реголит необходимо нагреть до температуры 700 градусов Цельсия, после чего можно будет сжижать и извлекать нужный изотоп.
Технологически все эти процедуры хорошо известны и достаточно просты. Ученый предлагает нагревать сырье в «солнечных печах», которые с помощью больших вогнутых зеркал будут фокусировать солнечный свет на реголите. При этом из грунта могут быть выделены содержащиеся в нем водород, кислород и азот. Таким образом, лунная промышленность могла бы производить не только сырье для земной энергетики, но и топливо для перевозящих его ракет, а также воду и воздух для работающих на этих предприятиях людей. Американцы также разрабатывают аналогичные проекты. Харрисон Шмитт даже спроектировал специальный лунный комбайн для добычи гелия-3 под названием «Mark-III».
Однако ценность его, похоже, столь высока, что частные компании готовы отправиться на Луну добывать этот редкий изотоп гелия. Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Вместе они руководят разработкой программы высадки на Луне робота, который определит основные месторождения гелия-3. Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу Когда два фотона соединяются с одним нейтроном и двумя электронами в процессе термоядерного синтеза в центре Солнца, это сочетание порождает высокоэнергетические частицы гелия-3. Затем солнечный ветер разносит эти частицы к разным планетам. Когда они достигают Земли, большая их часть не может проникнуть сквозь магнитосферу.
Ученые выяснили, что в грунте на спутнике Земле гелий накопился благодаря солнечному ветру, который постоянно воздействует на поверхность и представляет собой поток ионизированных частиц. Специалисты предполагают, что гелий-3 станет отличным топливом для термоядерной энергетики. Выяснили, что больше всего гелия содержится в минерале ильменит.
На Луне найден новый минерал и источник «энергии для всех людей на Земле»
| Российские ученые обнаружили на Луне почти 1,5 млн тонн гелия-3, которого нет на Земле | найти ему применение. |
| » Сокровище Луны – гелий-3 | Interlune планирует продемонстрировать добычу гелия-3 на Луне в 2026 году, а первый экскаватор должен заработать в 2028 году. |
| На Луну спешим летим!:-) ГЕЛИЙ-3 забрать хотим!:-) | При этом общие запасы гелия-3 на Луне составляют около 1,3 млн тонн, а гелия-4 — 3,6 млрд тонн. |
| 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 Луне ищут замену нефти | После объявлений Changesite-(Y) и гелия-3 Китайское национальное космическое управление объявило о полном государственном одобрении следующих трех лунных миссий фазы 4. |
Вы точно человек?
Добыча гелия-3 на Луне будет сложным и многоступенчатым процессом. В фантастической саге Иена Макдональда «Луна» (2015—2017) гелий-3 используется как топливо для термоядерных установок. «Индия может создать производство на Луне для разработки огромных запасов ценного сырья — гелия-3 — и доставки его на Землю. Гелий-3 — это газ, который потенциально может быть использован в качестве топлива для будущих термоядерных электростанций, но крайне редко встречается на Земле, хотя в изобилии существует на Луне. Китай не сообщил, когда он планирует начать добычу гелия-3 на Луне. Этот гелий-3 только на Луне, на Земле его нет. Поэтому они в перспективе планируют создание станций или налаживание его добычи с доставкой на Землю.
Китай находит гелий-3 на Луне: начинается великая гонка
«Гелий-3 — единственный ресурс, цена которого достаточно высока, чтобы обеспечить полет на Луну и возвращение его на Землю, — заявил он. Добытый на Луне гелий-3 предполагается использовать для проведения квантовых вычислений, медицинской визуализации, а также, возможно, в качестве топлива для термоядерных реакторов. Программа освоения и добычи гелия-3 с Луны на Землю с целью снабжения термоядерной энергетики топливом идеально отвечает этим требованиям. На Луне же количество гелия-3, попавшего на наш спутник из солнечного ветра, по оценкам, сотни миллионов тонн. Европейские ученые объявили о планах начать добычу гелия-3 на Луне уже в 2025 году.