Ontdekking van een potentiële energiebron en een nieuw mineraal op de maan

Op 16 december 2020 landde een capsule met monsters van maangrond, genomen door de Chinese Chang’e 5-sonde, in Binnen-Mongolië. Deze monsters werden zorgvuldig onderzocht door wetenschappers. De China Aerospace Administration en de China Atomic Energy Commission hebben zojuist de ontdekking aangekondigd van een geheel nieuw mineraal, dat zij Changesite- (Y) noemen. Dit is de eerste keer dat China een nieuw mineraal op onze satelliet heeft gedetecteerd.

Dankzij de Chang’e 5-missie is China het derde land geworden (na de Verenigde Staten en de voormalige Sovjet-Unie) dat maanmonsters naar de aarde terugstuurt. Sinds 1976 is er geen maanmateriaal meer gerapporteerd! Daarom analyseerden Chinese wetenschappers met grote interesse en nauwkeurigheid ongeveer 1.700 gram regoliet verzameld in de regio Mons Ruecker. Vandaag maakten ze bekend dat ze een nieuw mineraal hebben ontdekt – het zesde mineraal dat op het oppervlak van de maan is ontdekt.

Volgens het Xinhua News Agency is dit nieuwe mineraal een soort transparant en kleurloos zuilvormig kristal. Het werd ontdekt door deeltjes van maanbasalt te analyseren door een onderzoeksteam van het Beijing Uranium Geology Research Institute, een dochteronderneming van de China National Nuclear Corporation. De ontdekking maakt van China het derde land ter wereld dat een nieuw metaal op de maan ontdekt, zei Dong Baotong, adjunct-directeur van de China Atomic Energy Commission.

Nog een stap in de richting van het exploiteren van maanhelium-3

De alter-site-(Y), die in het monster aanwezig is als een enkel deeltje met een straal van ongeveer 10 m, is officieel goedgekeurd als een nieuw metaal door het Comité voor nieuwe mineralen, nomenclatuur en classificatie van de International Mineralogical Association.

Maar de Chang’e 5-missie maakte het mogelijk om andere belangrijke gegevens te verkrijgen: de monsters lieten toe om de concentratie van helium-3 in maanstof te schatten en om de parameters voor de extractie ervan te bepalen. Helium-3 is echter een veelbelovende potentiële brandstof voor kernfusie. Een “favoriete” kernfusiereactie begint gewoonlijk met de isotopen van waterstof, deuterium en tritium. De laatste bevat een proton en twee neutronen ; Het vervalt tot helium-3 en zendt laagenergetische bètastraling en een elektronen-antineutrino uit.

De kern van helium-3 bevat twee protonen en één neutron (Het is de enige bekende stabiele isotoop van een element met meer protonen dan neutronen.) De fusiereactie tussen deuterium en helium-3 produceert helium-4 en een proton; geeft theoretisch 164,3 megawattuur energie per gram helium 3, specifiek Nieuwe Atlas. Het voordeel van deze reactie is dat noch helium-3, noch de reactieproducten radioactief zijn (in tegenstelling tot de deuterium-tritiumreactie, waarbij de geproduceerde neutronen de materialen in de reactor radioactief kunnen maken).

Als deze reactie momenteel niet wordt overwogen door experimentele fusiereactoren, is dat omdat ze hogere temperaturen vereist dan een tritiumreactor (ongeveer 600 miljoen graden!), om nog maar te zwijgen van het feit dat helium-3 uiterst zeldzaam en moeilijk te isoleren is op aarde (in de atmosfeer, het is aanwezig in minieme concentraties) tot 7 delen per biljoen). Helium-3 is tegenwoordig vooral afkomstig van de desintegratie van tritium, dat zelf wordt geproduceerd in een kernsplijtingsreactor. Op de maan daarentegen is het overvloediger: volgens schattingen zullen de maanreserves van helium-3 1,1 miljoen ton bedragen.

Een kostbare hulpbron, maar moeilijk te exploiteren

volgens’Samenvatting internationale politiek, dat is ongeveer $ 1,5 biljard aan hulpbronnen (exclusief de prijsstijgingen die inherent zijn aan het gebruik van helium-3 in toekomstige fusiereactoren)! Voor Ouyang Ziyuan, hoofd van China’s maanverkenningsprogramma, zijn deze bronnen een “transformatieve kans voor fusie-energie”: Elk jaar zouden drie spaceshuttle-missies voldoende brandstof kunnen leveren voor alle mensen op aarde. “,” Hij zei in het midden van 2000.

Een interessante hulpbron, maar het opzetten van een maanmijnbouwfaciliteit zou enorme kosten met zich meebrengen, om nog maar te zwijgen van het organiseren van de terugkeer van geoogst helium-3 naar de aarde… De hoogste concentraties helium-3 in maangrond zijn naar schatting ongeveer 50 delen per miljard, dus 150 ton regoliet zou moeten worden verwerkt om één gram van deze isotoop te oogsten! Merk op dat China de exacte concentraties in zijn monsters niet heeft gerapporteerd.

De kosten van de winning van de kostbare isotoop lijken de ambities van China, dat vastbesloten is zich zo snel mogelijk in deze sector te positioneren, niet te beperken. zoals aangegevenSamenvatting internationale politiek, is de enige die helium-3-afzettingen aan de andere kant van de maan in kaart heeft gebracht. ” Als China een monopolie krijgt op het beschikbare helium-3 op de maan, wordt het de eerste economische macht op aarde Tijdschrift samenvatting.

Nadat de ontdekking was aangekondigd, heeft het Chinese ruimteagentschap Hij bevestigde ook de volgende drie maanmissies van het Chang’e-verkenningsprogramma voor de komende tien jaar. De Chang’e 6-missie, gepland voor lancering in 2024, moet monsters van de andere kant van de maan terugwinnen; De volgende missies zullen worden gebruikt om de zuidpool van de maan te verkennen en de basis te leggen voor een internationaal maanonderzoeksstation.

bron : Xinhua