为什么月球上氦3那么多，地球却很稀少「月壤首次公开」

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“为什么月球上氦3那么多，地球却很稀少？”主要原因是地球磁场与大气层的存在阻挡了氦三在地表的积累。

浅谈氦-3

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氦-3是氦的同位素之一，比我们常见的气球填充气体氦-4少一个中子。氦-3是一种理想能源，如果按照人类现在的能源消耗水平计算，一百吨氦-3通过核聚变反应产生的能量就可以供应全球一年的能源需求，但遗憾的是地球上可开采的氦-3连一吨都不到，而月球上却有近百万吨的氦-3储量。

为什么说氦-3是最理想的能源呢？其主要原因在于氦-3作为核聚变燃料的优势地位，首先来说氦-3不具有放射性，相较于现在的裂变燃料来说，氦-3更容易运输与储存，无疑是一种清洁能源，除此之外氦-3聚变过程中由于不产生中子，也就不用担心中子污染问题；其次氦-3聚变虽然相较于传统的氘氚聚变虽然需要更高的温度，但是其依然可以通过激光约束与磁约束来实现，不需要再进行大量的基础理论研究；除了以上的优势外，氦三聚变可以实现从传统的“核能（热能）→蒸汽→机械能→电能“发电流程之间转变为核能→电能，这主要是因为氦三+氘模式的核聚变可以直接产生质子，质子携带正电荷，理论上直接通过磁流体发动机就可以转变为电能，在传统的发电流程中，每一个能量转化过程都会造成能量损失，其中蒸汽推动汽轮机造成的能量损失更是高达60%，而氦-3聚变的能量转化效率理论上可以达到70%。

虽然氦-3聚变有许多优点，但是氦-3目前从开采提取到实际运用都处于理论之中，将月球的氦三搬运到地球无疑需要面临巨大运输成本与风险，而且从月壤中提取氦三也是一个非常复杂的过程，除了需要将月壤加热到七百摄氏度外，还需要离心机、交换膜等设备的提纯，这无疑需要在月球建立一座氦三加工厂，因此月球虽然有丰富的氦三资源，但是想要为人类所用却并不容易。

为什么月球上的氦三含量高于地球

科学家研究发现，太阳的日冕层会向宇宙空间中抛射粒子流，通常我们称其为太阳风，太阳风的主要成分为氢粒子与氦粒子，而氦粒子中氦三与氦四的比例约为1:2000。理论上来说太阳风可以吹遍整个太阳系，但是太阳风所携带的物质多为等离子态，当这些粒子运动到地球附近时会受到地球磁场的影响，使其偏转方向进而绕过地球继续前进，但是对于没有全球性磁场保护的月球而言，太阳风中携带的物质会直击月表，最后保留在月壤中。经过四十多亿年的积累，科学家认为月球地壳的浅层内至少含有上百万吨的氦-3，这足以供应人类上百万年的能源需求。

总结

氦三是一种理想的核聚变能源，与传统的氢同位素聚变相比也有许多优势，但是地球上可开采的氦三储量非常少，这主要是由于地球磁场与大气层的存在阻挡了太阳风中的氦粒子，而月球由于缺少全球性的磁场保护，太阳风可以直达月表，经过四十多亿年的积累后，月球地壳中的氦三含量已经远远高于地球。

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目前我们大量使用的化石能源由于其不可再生性、对环境有污染和极为低下的能量转换率，迟早会成为人类文明的“绊脚石”。因此我们迫切地需要更加高效、清洁以及持久的能源，放眼未来，可控核聚变无疑是我们未来的理想能源。

受限于科技水平，目前的相关研究工作只能从最初级的核聚变开始，根据科学家的设想，未来的可控核聚变主要有三种类型，即：氘和氚的核聚变、氘和氦3的核聚变以及氦3和氦3的核聚变。

需要指出的是，前两种类型的核聚变总是会伴随着中子辐射的，而中子辐射会给人们带来很大的麻烦。这是因为中子不带电，穿透力又超强，它们会将核聚变产生的能量大量带走，而且当中子接触到其他物质后，又会制造出各种放射性物质，使得核聚变反应很难控制并且相当危险。

而氦3和氦3的核聚变在产生巨大能量的同时，又完全不会产生中子辐射，因此氦3被称为完美能源，成为了未来可控核聚变最理想的燃料。尴尬的是，根据估算地球只有0.5吨的氦3，但我们也不必沮丧，因为科学家发现，月球的氦3资源非常多，其储量高达100万吨以上。

现在问题就来了，为什么月球上氦3那么多，地球却很稀少？

我们都知道太阳的光和热来自于其内部的核聚变反应，通常来讲，我们可能会认为在太阳的内部，四个氢原子“Duang”的一声就聚变成一个氦原子，但实际上并不是这样，我们先上图。

可以看到，在太阳的内部，氢是通过一系列的反应才最终聚变成氦-4的。在这个过程中，大量的氦3不断地在太阳内部生成，但这些氦3不会全部继续下一步的核聚变反应，它们中的一小部分会脱离反应区域来到太阳外层，并随着太阳风“吹”向广袤的宇宙空间。

随着太阳风来到月球和地球的氦3，其浓度基本上都是一样，当太阳风“吹拂”月球的时候，这些氦3就会落到月球表面，日积月累之下，月球氦3的储量就渐渐升高了。然而同样的情况发生在地球上，即又是另一番景象。

地球拥有浓密的大气层以及强大的磁场，它们就像巨大的保护伞一样呵护着地球上的生命，使我们不至于受到各种来自宇宙空间的侵袭，但也就是它们，将这些来自太阳的“馈赠”通通挡在了外面。

看到这里，可能有人会问了，地球上0.5吨的氦3又是从哪里来的呢？其实地球上的氦3并不是来自于太阳风，而是来自于地球上的氚。氚是氢的一种同位素，它的原子核拥有一个质子和两个中子，当它发生β衰变时，其中的一个中子会衰变成质子，于是氚就变成了氦3。因为地球上的氚本来就非常少，所以理论上讲，地球也就只有那么可怜巴巴的一点点氦3了。

我们可以看到，宇宙其实是公平无私的，它并没有厚此薄彼，而为什么月球上氦3那么多，地球却很稀少，只不过是因为地球看不上那些氦3，直接将它们拒之门外而已。

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