地球上存在丰富核聚变燃料氦-3科学家无解

地球上存在丰富核聚变燃料氦-3 科学家无解

氦3原子示意图，包含原子核中的两个中子、一个质子和外围绕原子核旋转的两个电子。（Shutterstock）

氦3是一种有着无尽潜力的稀有洁净核燃料，但是以前科学家以为它主要存在于外太空、特别是月球上。一份新研究发现证据表明，原来地球上也有不少这种元素，是以前所知水平的至少十倍。

氦3（Helium-3）是氦元素的一种同位素，其原子核内质子的数量与普通氦原子相同，但是所含中子的数量不同。它是现在被科学家看好的核聚变燃料之一，有着广泛的用途。然而，除了地质变化的自然过程和核武器测试灰烬中发现少量之外，氦3在地球上是非常稀有的元素。

据维思网（vice）报道，加州大学圣地亚哥分校（University of California, San Diego）地球科学研究员本杰明·伯纳（Benjamin Birner）引领的一项研究称，在地球大气层内所发现的氦3成分比以前所知的高很多，令人不解。

这份5月9日发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）期刊的研究称，这项发现“对地球上氦3的含量提出了一个巨大的疑问”，“加上氦3是一种重要却稀有的资源，这项发现对科学家探索地球上隐藏的氦3资源是个鼓励”。

这份研究原来的目标是探测大气中氦的另一个同位素氦4（helium-4）的含量。这种同位素是石油燃烧后的副产品。这份研究证实大气中氦4的含量自1974年起一直处于上升的趋势，这是人类使用石油燃料的必然后果。

以前的其它研究显示，大气中氦4同位素与氦3同位素的比例似乎是不变的。这意味着，既然大气中氦4含量的增加，可以推测氦3的含量也在相应增加。

研究推测地球上已知的氦3含量只是新发现的10%左右。

与此同时，这项发现也对科学家之前对地球上氦3同位素产生的过程、及产量的认知提出了质疑。伯纳说：“我们也不确定其具体的机制，但是我想如果地球上产生氦3超过之前所知的水平，我们可以考虑提取这些材料作为将来核聚变反应器的燃料。”

合作研究员拉尔夫·基林（Ralph Keeling）说：“这份研究极大地缓解了关于稀有元素氦3的争议。但是其意义仍然很不明确，这有待于更多的研究去探索。”

世界未解之谜

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