Китай обнаружил на Луне новый минерал и колоссальные запасы фантастически дорогого термоядерного топлива
В совместном заявлении Национального космического управления Китая и Управления по атомной энергии Китая был заявлен первый новый минерал, обнаруженный на Луне, и шестой в истории человечества. По сообщению китайского информационного агентства Синьхуа, «Чангезит-(Y) представляет собой разновидность бесцветного прозрачного столбчатого кристалла. Он был обнаружен в результате анализа частиц лунного базальта группой исследователей из Пекинского научно-исследовательского института геологии урана».
Новый минерал
Проанализированный образец — и подтвержденный Международной минералогической ассоциацией как новый минерал — был обнаружен среди всего 1731 г лунных образцов, доставленных миссией «Чанъе 5» в 2020 году. Это первые образцы лунной породы, доставленные на Землю с 1976 года. Сам же образец представляет собой монокристаллическую частицу радиусом около 10 микрон.
Китайский «улов» также дал первые цифры концентрации гелия-3 в лунной пыли, и исследователям удалось вывести «параметры извлечения», необходимые для сбора этого изотопа из возвращенных образцов.
Ядерное топливо без токсичных отходов
Гелий-3 рассматривается как многообещающее потенциальное топливо для ядерного синтеза. С двумя протонами и всего одним нейтроном он уникален как единственный известный стабильный изотоп любого элемента, в котором протонов больше, чем нейтронов. Теоретически реакция синтеза дейтерия/гелия-3 высвободит 164,3 мегаватт-часа энергии на грамм гелия-3, и, что особенно важно, ни гелий-3, ни продукты его реакции не являются радиоактивными, поэтому они не превратят компоненты реактора в радиоактивные отходы. Соответственно, в отличие от дейтериево-тритиевого реактора, инженерам не нужно будет ломать голову над утилизацией огромного количества крайне опасных отработанных веществ.
Есть и недостатки: термоядерный реактор с гелием-3 должен будет работать при гораздо более высоких температурах, чем, например, тритиевый реактор, а сам гелий-3 чрезвычайно редок и его трудно изолировать на Земле. Основной способ его производства сегодня — это ожидание распада трития в ядерных боеголовках и связанных с ними запасах, а затем извлечение его в небольших количествах, всего около 15 кг в год. Он естественным образом присутствует в атмосфере Земли, но в крошечных концентрациях — 7,2 части на триллион. Гелий-3 также присутствует в первичных газах в мантии Земли, но добыть его оттуда практически невозможно.
Фантастические богатства
Тем не менее, это вещество имеет большое значение, поскольку США начали использовать его в детекторах нейтронов, сканирующих ядерные материалы на границе, что значительно увеличило спрос и соответственно повысило цену. В последнее время он достиг отметки в $17 540 за грамм, и ожидается, что спрос будет продолжать расти, поэтому многие аналитики считают, что добыча гелия-3 на Луне может принести баснословную прибыль.
Считается, что поверхность Луны содержит до 1,1 миллиона метрических тонн гелия-3. Согласно International Policy Digest, совокупная стоимость этих запасов составляет порядка 1,5 квадриллиона долларов США. По словам Оуяна Цзыюаня, глава Китайской программы исследования Луны: «...каждый год три миссии космических челноков смогут добывать достаточно топливо для всех людей в мире».
Конечно, затраты на строительство шахты на Луне астрономические. Самые высокие предполагаемые концентрации гелия-3 в лунном грунте составляют около 50 частей на миллиард (Китай не обнародовал концентрации, которые он обнаружил в своих образцах), поэтому потребуется переработать 150 тонн реголита, чтобы собрать всего один грамм этого ценного изотопа. А ведь затем его еще нужно будет вернуть его на Землю, что само по себе непростое и крайне дорогостоящее предприятие.