地球上存在豐富核聚變燃料氦-3 科學家無解

氦3原子示意圖，包含原子核中的兩個質子、一個中子和外圍繞原子核旋轉的兩個電子。(Shutterstock)

【大紀元2022年05月11日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）氦3是一種有著無盡潛力的稀有潔淨核燃料，但是以前科學家以為它主要存在於外太空、特別是月球上。一份新研究發現證據表明，原來地球上也有不少這種元素，是以前所知水平的至少十倍。

氦3（Helium-3）是氦元素的一種同位素，其原子核內質子的數量與普通氦原子相同，但是所含中子的數量不同。它是現在被科學家看好的核聚變燃料之一，有著廣泛的用途。然而，除了地質變化的自然過程和核武器測試灰燼中發現少量之外，氦3在地球上是非常稀有的元素。

據維思網（vice）報導，加州大學聖地亞哥分校（University of California, San Diego）地球科學研究員本傑明·伯納（Benjamin Birner）引領的一項研究稱，在地球大氣層內所發現的氦3成分比以前所知的高很多，令人不解。

這份5月9日發表於《自然·地球科學》（Nature Geoscience）期刊的研究稱，這項發現「對地球上氦3的含量提出了一個巨大的疑問」，「加上氦3是一種重要卻稀有的資源，這項發現對科學家探索地球上隱藏的氦3資源是個鼓勵」。

這份研究原來的目標是探測大氣中氦的另一個同位素氦4（helium-4）的含量。這種同位素是石油燃燒後的副產品。這份研究證實大氣中氦4的含量自1974年起一直處於上升的趨勢，這是人類使用石油燃料的必然後果。

以前的其它研究顯示，大氣中氦4同位素與氦3同位素的比例似乎是不變的。這意味著，既然大氣中氦4含量的增加，可以推測氦3的含量也在相應增加。

研究推測地球上已知的氦3含量只是新發現的10%左右。

與此同時，這項發現也對科學家之前對地球上氦3同位素產生的過程、及產量的認知提出了質疑。伯納說：「我們也不確定其具體的機制，但是我想如果地球上產生氦3超過之前所知的水平，我們可以考慮提取這些材料作為將來核聚變反應器的燃料。」

合作研究員拉爾夫·基林（Ralph Keeling）說：「這份研究極大地緩解了關於稀有元素氦3的爭議。但是其意義仍然很不明確，這有待於更多的研究去探索。」

責任編輯：葉紫微