Cov khoom muaj nqis hli - Helium -3

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Anonim

Ib txhais tes ntawm cov av, uas tau khaws ntawm lub qhov taub ntawm lub hnub ci qhov ntuj Camelot, poob los ntawm ib qho zoo tib yam daus rau hauv lub hnab Teflon tshwj xeeb thiab, ua ke nrog pab pawg Apollo 17, tau mus rau Ntiaj Teb. Hnub ntawd, Lub Kaum Ob Hlis 13, 1972, tsawg leej tuaj yeem xav tias cov piv txwv ntawm lunar av suav 75501, nrog rau cov qauv av uas xa los ntawm Apollo 11 thiab lwm qhov kev ntoj ncig, suav nrog Soviet chaw tshawb fawb chaw Luna 16, yuav ua haujlwm kev sib cav hnyav rau tib neeg los txiav txim siab rov qab mus rau lub hli nyob rau tiam 21st century. Qhov ua tiav ntawm qhov no tsuas yog 30 xyoo tom qab, thaum cov kws tshawb fawb hluas los ntawm Tsev Kawm Qib Siab Wisconsin pom cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm helium-3 hauv cov qauv ntawm cov lunar av. Cov khoom no nthuav heev yog isotope ntawm cov pa uas paub zoo - helium, uas yog siv los ntim cov npas uas muaj xim thaum lub caij so.

Txawm hais tias ua ntej USSR thiab Asmeskas lub luag haujlwm lunar Asmeskas, muaj me me ntawm helium-3 tau pom ntawm peb ntiaj chaw, tom qab ntawd qhov tseeb no twb tau txaus siab rau hauv zej zog kev tshawb fawb. Helium-3, uas muaj qhov tshwj xeeb hauv cov qauv atomic, tau cog lus tias yuav muaj lub zeem muag zoo rau cov kws tshawb fawb. Yog tias peb tswj hwm siv helium-3 hauv cov tshuaj tiv thaiv nuclear, nws yuav muaj peev xwm tau txais cov hluav taws xob ntau ntau yam tsis poob dej hauv cov khoom siv hluav taws xob muaj teeb meem uas tsim los ntawm cov chaw tsim hluav taws xob nuclear tsis hais txog ntawm peb lub siab xav. Kev rho tawm ntawm helium-3 ntawm lub hli thiab nws txoj kev xa khoom mus rau Lub Ntiaj Teb tsis yog ib txoj haujlwm yooj yim, tab sis tib lub sijhawm, cov uas koom nrog hauv qhov kev lom zem no tuaj yeem dhau los ua tus tswv ntawm qhov khoom plig zoo kawg. Helium -3 yog cov khoom uas tuaj yeem tshem tawm lub ntiaj teb ntawm "kev quav yeeb quav tshuaj" - cov roj av, cov koob roj.

Hauv ntiaj teb, helium-3 tsis txaus tuag. Qhov loj ntawm helium yog los ntawm lub hnub, tab sis ib feem me me ntawm nws yog helium-3, thiab feem ntau yog ntau ntau helium-4. Thaum cov isotopes txav los ua ib feem ntawm "hnub ci cua" mus rau lub Ntiaj Teb, ob qho isotopes tau hloov pauv. Helium-3, yog li muaj nuj nqis rau cov neeg ntiaj teb, tsis mus txog peb lub ntiaj teb, vim nws tau muab pov tseg los ntawm lub ntiaj teb txoj kev sib nqus. Nyob rau tib lub sijhawm, tsis muaj thaj chaw sib nqus ntawm lub hli, thiab ntawm no helium-3 tuaj yeem sib sau ua ke dawb hauv txheej txheej ntawm cov av.

Cov khoom muaj nqis hli - Helium -3
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Niaj hnub no, cov kws tshawb fawb xav txog peb lub ntiaj teb lub hnub qub tsis yog tsuas yog lub chaw saib hnub qub hauv ntiaj teb thiab cov peev txheej peev txheej, tab sis kuj yog lub ntiaj teb txuas ntxiv rau yav tom ntej rau ntiaj teb. Tsis tas li ntawd, nws yog qhov tseeb uas tsis muaj qhov chaw ntawm qhov chaw roj uas yog qhov txaus nyiam tshaj plaws thiab muaj kev cia siab. Ib thaj av tshiab tuaj yeem ua rau cov neeg nyob hauv ntiaj teb nyob ntawm qhov deb ntawm 380 txhiab kilometers ntawm peb lub ntiaj teb; thaum muaj qee qhov kev puas tsuaj hauv ntiaj teb hauv ntiaj teb, tuaj yeem muaj chaw nyob rau tib neeg nyob ntawm no. Los ntawm Lub Hli, koj tuaj yeem soj ntsuam lwm yam khoom nyob saum ntuj yam tsis muaj kev cuam tshuam ntau, zoo li hauv ntiaj teb qhov no yog qee qhov cuam tshuam nrog huab cua. Tab sis qhov tseem ceeb tshaj yog cov peev txheej uas siv tsis tau, uas, raws li kws tshawb fawb, yuav txaus rau tib neeg rau 15,000 xyoo. Ib qho ntxiv, lub hli muaj cov hlau tsis tshua muaj: titanium, barium, aluminium, zirconium, thiab qhov ntawd tsis yog txhua yam, kws tshawb fawb hais. Niaj hnub no tib neeg tsuas yog pib ntawm txoj hauv kev rau kev txhim kho lub hli.

Tam sim no, Tuam Tshoj, Is Nrias teb, Asmeskas, Russia, Nyij Pooj - txhua lub xeev no tau nyob ua ke mus rau lub hli, thiab cov tebchaws no tau dhau los ua ntau ntxiv. Lwm qhov kev txaus siab hauv lub hli tau tshwm sim hauv nruab nrab-90s ntawm lub xyoo pua xeem. Tom qab ntawd hauv zej zog kev tshawb fawb qhov kev xav tau tshwm sim tias tej zaum yuav muaj dej nyob ntawm lub hli. Tsis ntev dhau los, Asmeskas LRO sojntsuam nrog Lub Tuam Txhab Nyiaj Txiag Lavxias thaum kawg tau lees paub qhov no - muaj dej nyob ntawm lub hli tiag tiag (hauv daim ntawv ntawm cov dej khov hauv qab ntawm lub qhov taub) thiab muaj ntau heev (txog 600 lab tons)), thiab qhov no daws teeb meem ntau yam.

Kev muaj dej nyob hauv lub hli yog qhov muaj txiaj ntsig tshwj xeeb, vim nws tuaj yeem daws ntau qhov teeb meem sib txawv uas tshwm sim thaum tsim lub hli hli. Cov dej yuav tsis tau xa los ntawm Lub Ntiaj Teb, nws tuaj yeem ua tiav ncaj qha rau ntawm qhov chaw, hais tias Igor Mitrofanov, tus thawj coj ntawm qhov chaw gamma spectroscopy kuaj ntawm IKI. Raws li qee qhov kev suav, nrog lub siab xav tau thiab peev nyiaj txiag, tib neeg tuaj yeem txiav txim siab ntawm peb lub hnub qub ntuj hauv 15 xyoos. Ntxiv mus, feem ntau yuav yog thawj tus neeg nyob hauv lub hli yuav tau nyob ntawm nws tus ncej ze ntawm qhov chaw khaws dej loj pom.

Duab
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Txawm li cas los xij, ntau yam ntawm lub hli yuav tsum tau siv rau hauv txoj hauv kev tshiab - txawm tias yog cov txheej txheem xws li taug kev. Nws yog qhov yooj yim dua los dhia rau lub hli, qhov tseeb tias lub ntiajteb txawj nqus ntawm no tsawg dua 6 npaug hauv ntiaj teb, nyob rau ib lub sijhawm tau ntseeg los ntawm Neil Armstrong, thaum 40 xyoo dhau los nws thawj zaug nqis saum lub cev saum ntuj no. Tib lub sijhawm, tus yeeb ncuab tseem ceeb ntawm tus txiv neej nyob rau lub hli tam sim no yog hluav taws xob, tsis muaj ntau txoj kev xaiv rau txoj kev cawm seej los ntawm qhov uas. Raws li Lev Zeleny, tus thawj coj ntawm Chaw Tshawb Fawb Chaw ntawm Lavxias Academy ntawm Kev Tshawb Fawb, tsis muaj thaj chaw sib nqus ntawm peb lub hnub qub ntuj. Txhua qhov hluav taws xob los ntawm lub Hnub tau mus rau lub hli thiab nws nyuaj heev los tiv thaiv koj tus kheej los ntawm nws.

Nyob rau tib lub sijhawm, qhov tseeb tias lub hli yuav tsum yog thawj kauj ruam rau tib neeg kev nce qib hauv qhov chaw yog qhov tseeb tsis tuaj yeem lees paub, Zeleny Lev ntseeg. Raws li nws, Lub hli tuaj yeem dhau los ua lub hauv paus rau kev xa mus rau lwm lub ntiaj teb ntawm lub hnub ci. Nws kuj tseem tuaj yeem tso chaw nres tsheb ceeb toom ntxov txog kev mus rau qhov chaw txaus ntshai rau lub ntiaj teb: cov hnub qub thiab cov hnub qub, uas yog qhov tseem ceeb heev nyob rau qhov pom ntawm cov xwm txheej tsis ntev los no. Qhov tseem ceeb tshaj plaws, txawm li cas los xij, yog helium-3, tej zaum yog qhov chaw roj ntawm yav tom ntej. Nws nyuaj rau ntseeg, tab sis cov hmoov av tsaus nti, uas tau hlua nrog tag nrho saum npoo ntawm lub hli, yog lub tsev khaws khoom ntawm cov khoom sib txawv no.

Roj thiab roj hauv ntiaj chaw tsis nyob mus ib txhis. Raws li tus kws tshaj lij, tib neeg yuav nyob ntawm cov peev txheej no txog 40 xyoo yam tsis muaj teeb meem tshwj xeeb. Niaj hnub no, cov chaw tsim hluav taws xob nuclear tsuas yog lwm txoj hauv kev, tab sis qhov no tsis muaj kev nyab xeeb vim yog hluav taws xob. Tib lub sijhawm, cov tshuaj tiv thaiv thermonuclear koom nrog helium-3 yog ib puag ncig zoo. Raws li cov kws tshawb fawb, tsis muaj dab tsi zoo dua tseem tau tsim thiab muaj tsawg kawg 2 qhov laj thawj rau qhov no. Ua ntej, nws yog qhov ntsuas hluav taws xob zoo tshaj plaws, thiab qhov thib ob, uas yog qhov muaj txiaj ntsig ntau dua, nws yog tus phooj ywg ib puag ncig, sau tseg Erik Galimov, tus thawj coj ntawm lub koom haum ntawm Geochemistry thiab Kev Tshawb Fawb Chemistry npe tom qab V. I. IN THIAB. Vernadsky.

Duab
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Raws li kev kwv yees ntawm Vladislav Shevchenko, tus thawj coj ntawm lub tuam tsev tshawb fawb hnub qub thiab ntiaj chaw ntawm Lub Xeev Astronomical Institute ntawm Moscow State University, kev khaws cia ntawm helium-3 ntawm lub ntiaj teb lub ntuj satellite yuav txaus rau ntau txhiab xyoo. Raws li cov kws tshaj lij, qhov ntim tsawg kawg ntawm helium-3 ntawm lub hli yog kwv yees li 500 txhiab tons, raws li kev kwv yees ntau dua, nws tsawg kawg 10 lab tons nyob ntawd. Thaum lub sijhawm tshuaj tiv thaiv thermonuclear fusion, thaum 0.67 tons ntawm deuterium thiab 1 tuj ntawm helium-3 nkag mus rau hauv cov tshuaj tiv thaiv, lub zog raug tso tawm, uas yog sib npaug rau kev siv hluav taws xob ntawm 15 lab tons ntawm cov roj. Nws yuav tsum raug sau tseg tias tam sim no nws tseem yuav tsum tau kawm txog kev ua tau zoo ntawm kev ua tiav cov kev tawm tsam no.

Thiab kev tshem tawm cov tshuaj no ntawm lub hli yuav tsis yooj yim. Txawm hais tias helium-3 nyob rau hauv txheej txheej, nws cov concentration yog tsawg heev. Qhov teeb meem tseem ceeb ntawm lub sijhawm no yog qhov tseeb ntawm kev tsim cov helium los ntawm lub hnub qub regolith. Cov ntsiab lus ntawm helium-3 xav tau los ntawm kev lag luam fais fab yog kwv yees li 1 gram rau 100 tons ntawm lunar av. Qhov no txhais tau tias rau kev rho tawm ntawm 1 tuj ntawm isotope no, tsawg kawg 100 mln.tons ntawm lunar av.

Hauv qhov no, helium-3 yuav tsum tau sib cais los ntawm helium-4 tsis tsim nyog, qhov kev mloog zoo uas nyob hauv regolith yog 3 txhiab zaug siab dua. Raws li Erik Galimov, txhawm rau txhawm rau tshem tawm 1 tuj ntawm helium-3 ntawm lub hli, nws yuav tsim nyog, raws li tau hais los saum no, txhawm rau ua 100 lab tons ntawm lunar av. Peb tab tom tham txog ib feem ntawm lub hli nrog thaj tsam li ntawm 20 square kilometers, uas yuav tsum tau ua tiav mus rau qhov tob ntawm 3 meters! Tib lub sijhawm, cov txheej txheem heev rau xa 1 tuj ntawm cov roj no mus rau Lub Ntiaj Teb yuav raug nqi tsawg kawg $ 100 lab. Tab sis qhov tseeb, txawm tias qhov nyiaj ntau heev no tsuas yog 1% ntawm tus nqi zog uas tuaj yeem muab rho tawm ntawm lub tshuab hluav taws xob thermonuclear los ntawm cov khoom siv raw.

Duab
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Raws li Shevchenko kwv yees, tus nqi ntawm kev rho tawm 1 tuj ntawm helium-3, suav nrog kev tsim txhua yam kev tsim kho vaj tse tsim nyog rau nws kev tsim khoom thiab xa mus rau Lub Ntiaj Teb, tuaj yeem yog $ 1 nphom. Nyob rau tib lub sijhawm, kev thauj mus los ntawm 25 tons ntawm helium-3 mus rau Lub Ntiaj Teb yuav raug nqi peb $ 25 nphom, uas tsis yog qhov ntau npaum li cas, txiav txim siab tias cov nplai roj no txaus los muab lub ntiaj teb nrog lub zog rau ib xyoos tag nrho. Cov txiaj ntsig ntawm cov khoom siv hluav taws xob tau pom tseeb yog tias peb suav tias Tebchaws Meskas ib leeg ib xyoos siv nyiaj txog $ 40 nphom hauv cov nqa khoom siv hluav taws xob.

Raws li kev suav los ntawm Asmeskas tus kws tsav dav hlau Harrison Schmitt, kev siv helium-3 hauv lub zog hauv av, suav nrog txhua tus nqi ntawm kev xa khoom thiab kev tsim khoom, dhau los ua qhov muaj txiaj ntsig thiab muaj txiaj ntsig kev lag luam thaum tsim hluav taws xob thermonuclear siv cov khoom siv no ntau dua li lub peev xwm ua 5gw. Qhov tseeb, qhov no qhia tias txawm tias 1 lub tshuab fais fab khiav ntawm lunar roj yuav txaus los ua kom xa mus rau Lub Ntiaj Teb raug nqi. Raws li Schmitt qhov kev kwv yees, tus nqi ntawm cov nqi ua ntej txawm tias nyob rau theem kev tshawb fawb yuav yog txog $ 15 nphom.

Ib qho ntawm cov kev xaiv tau rau kev rho tawm ntawm helium-3 tau thov los ntawm Eric Galimov. Txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau tshem tawm cov isotope los ntawm lub hli hli, nws tau hais kom ua kom sov dua qub rau 700 degrees Celsius. Tom qab ntawd, nws tuaj yeem ua kua thiab tshem tawm rau saum npoo. Los ntawm qhov pom ntawm cov thev naus laus zis niaj hnub no, cov txheej txheem no yooj yim heev thiab paub zoo. Tus kws tshawb fawb Lavxias tau hais kom ua kom sov cov khoom siv raw hauv tshwj xeeb "lub hnub ci ci", uas yuav tsom mus rau lub hnub ci ntawm txoj cai siv cov iav loj loj. Hauv qhov no, los ntawm lub hli hli nws yuav tuaj yeem tshem cov pa oxygen, hydrogen thiab nitrogen uas muaj nyob hauv nws. Qhov no txhais tau tias kev lag luam lunar tuaj yeem tsim tsis tsuas yog cov khoom siv raw rau lub zog hauv ntiaj teb, tab sis kuj tseem siv foob pob hluav taws rau foob pob ua ntxaij nqa nws, nrog rau huab cua thiab dej rau cov neeg ua haujlwm ntawm lub hnub qub lag luam. Cov haujlwm zoo sib xws tam sim no tab tom ua haujlwm hauv Tebchaws Meskas.

Tab sis qhov no tsis yog txhua yam uas lunar av tuaj yeem muab rau peb. Txoj cai lij choj muaj cov ntsiab lus siab ntawm titanium, uas nyob rau lub sijhawm ntev yuav pab tsim cov khoom ntawm lub cev foob pob hluav taws thiab cov qauv kev lag luam ncaj qha rau ntawm lub ntiaj teb satellite ntawm lub ntiaj teb. Hauv qhov no, tsuas yog cov cuab yeej siv siab ntawm cov foob pob hluav taws, khoos phis tawj thiab cov twj paj nruag yuav tsum tau xa mus rau lub hli. Thiab qhov no tuaj yeem qhib qhov kev cog lus zaum thib ob rau tag nrho kev lag luam hnub hli - kev tsim kho ntawm qhov chaw lag luam pheej yig tshaj plaws, lub hauv paus kev tshawb fawb rau kev kawm txog tag nrho lub hnub ci.

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