Hel‑3. Tłumaczymy fenomen "kosmicznego pierwiastka". Indie chcą go wydobywać na Księżycu

Jest 14 razy wydajniejszy w produkcji energii od ropy i nie pozostawia dwutlenku węgla ani odpadów radioaktywnych. To izotop hel-3, nazywany przez futurystów "kosmicznym pierwiastkiem". Indie chcą go pozyskiwać, budując kopalnię na Księżycu.

Hel-3 to niezwykle rzadki na Ziemi izotop helu. Jest "krewnym" helu-4, który znamy m.in. z unoszących się w powietrzu balonów. W odróżnieniu od helu-4, hel-3 posiada tylko jeden neutron zamiast dwóch w jądrze atomowym. Ten drobny fakt czyni go idealnym pierwiastkiem do niektórych zastosowań.

Naukowcy wykorzystują go do budowy czujników neutronów (wykorzystywanych np. przez służby bezpieczeństwa) czy do osiągania bardzo niskich temperatur (CERN stosuje go przy procesie schładzania Wielkiego Zderzacza Hadronów). Poza tym coraz częściej hel-3 wykorzystywany jest w przemyśle m.in. przy ocenianiu wielkości złóż ropy naftowej i gazu ziemnego.

Czytaj też: Projekt, który przyniesie miliardy dolarów. Pomoże zasilić Ziemię na co najmniej 250 lat

Hel-3 ma też inne zastosowanie, które rozpala wyobraźnię futurystów, naukowców czy pisarzy science-fiction. Może być wykorzystany jako paliwo w reakcji fuzji termojądrowej do produkcji czystej energii. Czystej, bo po takim procesie jedynymi produktami ubocznymi są wodór i hel-4. Nie powstaje dwutlenek węgla ani radioaktywne odpady. Jak to działa?

W procesie fuzji helu-3 z deuterem powstaje pozytywnie naładowany proton wodoru, którego energia kinetyczna może być bezpośrednio zmieniona w energię elektryczną. Nie ma potrzeby wykorzystywania jego energii cieplnej do podgrzewania wody, produkcji pary i wprawiania w ruch turbin, które wytworzą prąd. Dzięki temu wydajność takiego procesu sięga 70 proc. Dla porównania wydajność elektrowni węglowej to ok. 45 proc, a atomowych 37 proc.

Zobacz też: NASA: odkryliśmy złożone związki organiczne na księżycu Saturna. Oceany Enceladusa zaskoczyły naukowców

"Niestety helu-3 na Ziemi jest bardzo mało, do tego jego złoża się wyczerpują. Dlatego coraz to nowe kraje myślą o eksploatowaniu złóż znajdujących się na Księżycu. Szacuje się, że w powieszchni Srebrnego Globu jest około miliona ton tego izotopu hel-3", pisze Krzysztof Kanawka na portalu kosmonauta.net. Wg wyliczeń indyjskiej agencji kosmicznej, która ogłosiła, że planuje wydobywać hel-3 na Księżycu, złoża pierwiastka mogą zaspokoić energetyczne potrzeby Ziemi na 250 lat.

"Nie ma w tej chwili wielu technologii, które pozwoliłyby na umieszczenie maszyny zdolnej do "przerobu" dużych ilości regolitu [skalistej powierzchni planety - przyp. red.], odzyskania tego izotopu, a następnie bezpiecznego wysłania kapsuły z kanistrem na Ziemię", pisze dalej Kanawka. Tłumaczy, że nawet niewielka eksploatacja wiąże się z przemiałem setek tysięcy ton skał. "Dotychczas żadna misja księżycowa nie zademonstrowała nawet podstawowej formy zbierania regolitu poza drobnymi próbkami".