钍、铀、镎和钚的四氟化砷粉末显示出一系列的颜色，暗示着其电子结构的可变性。这里显示的色块是根据Munsell系统来标记的。 图片由太平洋西北国家实验室的Stephanie King提供。 科学 科学家们已经合成了四种放射性元素--钍、铀、镎和钚的四氟化物粉末。这四种元素是锕系元素，是一系列的重金属和放射性元素。四氟化物粉末仅仅是每一个锕系原子有四个氟化物原子的粉末。在这项新的研究中，科学家探测了这些粉末的磁场。这揭示了这些粉末的电子结构的显著变化，尽管它们具有几乎相同的晶体结构。这些研究揭示了周期表中整个锕系元素的价电子从流动到局部行为的转变;也就是说，对于该系较轻元素的原子，其外壳中的电子可以与邻居共享，而对于较重的元素，电子则被限制在原子中。这项研究为今后研究具有类似晶体结构的其他材料的电子配置提供了基础。 影响 阳离子元素是生产核燃料和其他能源技术的关键。因此，科学家们需要对这些元素的电子结构进行准确描述。这将有助于研究人员开发未来的核燃料、超导体和其他材料。这项研究提出了一种绘制锕系元素中电子结构独特演变的新方法。未来的研究将寻求理论描述，将实验观察与基本结构联系起来。 摘要 诸如铀和钚等锕系元素在能源和国防技术中发挥着主导作用。然而，实现这些技术的全部潜力所需的科学进步在重元素的分析中面临着复杂的理论问题。由于需要采取特殊措施来管理放射性危害，使用这些先进技术也面临着实际困难。在这项研究中，研究人员合成了一系列放射性锕系四氟化物粉末。这些元素(钍、铀、镎和钚)连接着周期表中锕系的重端和轻端，并显示出相同的四氟化物形式的晶体结构。然后，科学家们通过使用核磁共振(NMR)光谱绘制局部场图来探测四氟化砷的电子结构。光谱实验是在放射化学处理实验室放射学核磁共振设施中进行的，该设施拥有为分析放射性样品而定制的仪器，包括两台核磁共振谱仪和一台宽带核四极共振谱仪。这项工作可以作为未来f族元素的电子相关研究的指南。 联系人 赫尔曼-曹 西北太平洋国家实验室物理和计算科学局 hm.cho@pnnl.gov 资助 这项工作得到了能源部科学办公室、基础能源科学计划、化学科学、地球科学和生物科学司、重元素化学计划的支持。 出版物 Walter, E.D., et al., Measurement of Local Magnetic Fields in Actinide Tetrafluorides. 化学物理杂志》154, 211101 (2021). doi: 10.1063/5.0052323 主要生产经营：氦三、 高纯氦气、液氦、气球氦气；氪气、氖气、氙气、 氘气、三氟化氮、六氟化硫、甲烷； 一氧化碳、氯化氢、五氟化溴、六氟化钼； 硫化氢、环氧乙烷消毒气、激光气； 高纯氮气、高纯氩气、高纯氧气、混合气体； 无缝钢瓶检验与服务；气体管道工程等。  联系电话：400-1882-517 13194677939  尚澜特气服务宗旨：迅速、安全、舒心、价格！

锝-99(Tc-99)/锝-99m(Tc-99m)的理化性质是什么? 锝-99作为第一个人造的元素，是六方晶体状银白色金属，原子序数43,属于β放射性核素，半衰期为2.14X105年，可以被一般玻璃阻挡。 锝-99m中m指它处于激发态,不稳定，会释放出能量，所以锝-99m是一种半衰期极短的不稳定同位素，在核医学临床诊断中应用极为广泛。它释放单一的γ射线(99%的能量为140KeV)，半衰期仅有6.02小时。其化学性质近似碘，比较活泼。   锝-99(Tc-99)/锝-99m(Tc-99m)的来源有哪些? 产生锝-99的反应有: 乏燃料后处理排出的废气和废液。 从铀的裂变作用所得。 地壳中铀(U)自发裂变产生的钼(Mo)衰变产生。 产生锝-99m的反应有: 通过反应堆获得:中子和铀-235进行核分裂后产生的核分裂产物中有6%是钼-99。钼-99经β衰变成为锝-99m。加拿大和荷兰的是世界钼-99的主要产地。 用放射性核素发生器-钼锝发生器来制备：原理为从长半衰期核素中分离出短半衰期子体核素。这个装置通常将长半衰期核素装在一根柱上，使用时把柱中的子体核素定时洗脱下来，供临床使用。所以放射性核素发生器被形象地称为“母牛”，而洗脱子体放射性核素的过程就像是从“母牛”“挤奶”一样。   锝-99(Tc-99)/锝-99m(Tc-99m)的用途是什么? 名为云克注射液的锝[Tc-99]是类风湿性关节炎治疗药物。 Tc-99可作为超导材料和抗腐剂，用于航天航海和科学研究。 Tc-99还能制作成稳定的β标准源。   Tc-99m是理想的医学示踪核素，在核医学诊断中应用很广泛，占全世界医疗用放射性元素的80%，其中90%用于扫描诊断。 Tc99m诊断体内出血部位：注射同位素后，用单光子断层扫描成像，连续扫描10-60分钟，如扫描阴性，则36小时内不同时间定时扫描，连续扫描中发现腹腔内异常放射性浓聚则定为阳性，即出血部位。   锝-99(Tc-99)/锝-99m(Tc-99m)的生产防护及应急处理有哪些? Tc-99是一个产额高、寿命长的裂变产物，它在生态系统中有较大的迁移性。组织中保留时间不长，可以较快地从体内排出。 放射性药物使用已经越来越普遍，患者使用TC-99m检查后，回到家其体内活度及剂量约减少了一半。Tc99m的半衰期为6.02小时，患者用药后第二天，其活度和周围剂量当量率至少下降1/16。患者在出院回家的一段时间内，尽量与家人保持一定的距离，减少接触时间。 上海尚澜新能源科技有限公司  ShangHai Shanglan New Energy Technology Co.,Ltd 从事核磁共振加液氦、氦气管车分装、集装格氦气、钢瓶氦气、漂浮氦气等服务；环氧乙烷分装、环氧乙烷各种配比灭菌气业务、环氧乙烷尾气处理等业务；氘气、氙气、电子行业用气；液态及钢瓶氧气、氮气、氩气、二氧化碳等高纯气体服务；实验室气体管道设计以及气瓶检验服务等。  联系人：刘海龙  手机号： 13194677939    微信号扣扣号：178069904  公司官网：www.shanglangas.com  www.teqi66.com 邮箱：shineliu@shanglangas.com 为您提供诚挚的气体服务。

高科技产业的不断建立和相应技术的发展，使氦这种性能独特的物质越来越多地应用于科技和生产各个领域，人们对这种物质也有了更多的了解。     氦和液氦     氦元素的存在是由法国天文学家皮亚J. C. 詹森( Pierre J. C. Janssen) 于100多年前首先发现的。在1868年的一次日蚀期间，他在研究太阳光谱时发现了一条新的光谱线， 从而确定了一种新的物质元素的存在并将其命名为“Helium”，中文译为“氦”。此后的研究表明，氦是一种物性奇特的元素，它的发现促进了世界科技的发展。自然界的氦实际上由原子质量数为3和4的两种稳定同位素所组成，可分别写成氦3和氦4。     大气中的含氦量很低，约有百万分之五，而氦3则更低，不超过千万分之一，虽说可利用空气液化技术可将氦分离出来，但所花代价极大故不经济。而天然气中的含氦量远高于大气，所以现时的商品氦均是采天然气中提取。从天然气中提取氦3也存在极大的技术难度，直到五十年代初，人们利用人工核反应技术才得到稍多一些氦3，故极为昂贵。与氦4相比，氦3的含量可说是微不足道，故常用的商品氦和液氦可以认为就是氦4，如无特别说明，一般书籍或文献资料上所说的“氦”，泛指的就是氦4。     氦是一种无色、无味的惰性气体。氦元素与任何其它已知的元素不起化合作用，与其它各种气体比较，其水溶性最低。在标准状态下，氦的密度是0. 01785千克/ 立方米， 比重是0. 14( 空气= 1)，单位重量仅次于氢元素( 氢的密度是0. 08988千克/ 立方米) 。氦液化后得到的液态氦，与其它各种低温液体相比，其正常沸点最低( 4. 2221K) 。对液氦本身的研究也发现其在一定的条件下与其它液体有着极不相同的奇异特性，如流动性、超热导性及氦3与氦4相互渗透时产生吸热现象(人们利用这个特性制成稀释致冷机用于1K至毫K温区的低温研究工作) 等，在此不作详述。     自发现氦元素的存在至最终将其液化而获得液氦的过程长达40年， 这是因为氦是最难液化的物质， 它的临界温度和沸点是所有物质中最低的， 其节流转化温度也很低( 约50K) ，这表明， 要将氦液化，就必须先将氦的温度降至50K 以下，若要提高液化率， 还需将节流前的温度降至15K 或更低。此外，液氦的汽化潜热值在各种低温液体中也是最低的，故氦的液化工艺对绝热、换热等技术条件及材料性能要求较高。     经多年不懈的努力，随着各种技术和工艺条件的不断完善，荷兰物理学家卡麦林翁内斯( Kamer ling h Onnes) 首先成功地将氦液化。这是继氧、氮、氕、氢等物质之后而最后被液化的物质，其重大的意义在于人类在科学实践的进程中得到一种最接近绝对零度( 0K，- 273. 15℃) 的低温冷源，它是进行4. 2K 至接近绝对零度温区的极低温研究工作的首要条件。卡麦林翁内斯随之利用液氦低温条件开展某些材料的低温物性研究，并于1911年发现了超导电性这一奇特的现象。从此，作为物理学重要分支的低温物理学得到迅速的发展。     氦和液氦的应用     世界各国的天然气资源中含氦量各不相同，如我国一般只有千分之二，而美国则得天独厚地高达千分之十六，故美国在氦的生产和贮运、低温研究及低温技术等方面亦居世界先导地位，同时也促进其综合科技水平的发展，尤其是生产和贮运产业实现集约化， 生产成本低而售价低，因而得到较为普遍的使用，甚至中学的物理实验课也可用上液氦。     美国至今仍是商品氦和液氦的主要出口国。除美国外，许多国家( 包括我国) 的用氦单位，尤其是用量较大的单位一般都设置回收系统，使之能作循环利用而提高经济效益。     由于我国天然气中的含氦量低，故生产成本高，售价昂贵，严重地制约其在国民经济多个领域的应用及相应技术和生产的发展。改革开放后，高科技产业不断地建立，高科技设备不断引进，使氦和液氦的需求量不断增大而导致进口量迅速增加，售价下降，随之也扩展了其应用范围。     目前， 除了用于科研和核子工业等领域， 氦和液氦还用于超导电技术的应用方面， 如作核磁共振成像仪和波谱仪超导磁体的低温冷源及致冷机的工质。氦还用于特种金属的冶炼、合金材料的焊接保护、色谱分析、光学器件、示踪仪器、电子工业和特殊容器与部件的加压清洗用气、以及用作潜水呼吸气和氦质谱检漏的示踪气体等。随着我国经济的发展，空中广告服务所用的氢气( 氢是极为危险的燃爆物质) 将会逐步地被氦所取代。     循环利用的技术问题     对而言，氦还是一种售价较高的商品，这是受自然资源的客观条件所决定的。对需要长期地使用较大量的液氦和氦的设备或系统来说，如核磁共振成像仪和用于综合性空中服务的各种飞艇(充氦量从几十至上万立方米) 设置回收系统是一种有利于提高经济的技术手段。然而，回收氦的纯度一般只有90%～99%，要作循环利用必须予以再纯化。     深圳华尔升智控技术有限公司是一家具有自主知识产权和持续创新能力，经营业绩稳定增长的高科技公司。公司拥有经验丰富的研究应用技术团队，稳健高效的运营团队和专业的销售队伍，主要成员均有着十多年的氦质谱检漏行业从业经验，有丰富的经验和技术实力。   上海尚澜新能源科技有限公司  ShangHai Shanglan New Energy Technology Co.,Ltd 从事核磁共振加液氦、氦气管车分装、集装格氦气、钢瓶氦气、漂浮氦气等服务；环氧乙烷分装、环氧乙烷各种配比灭菌气业务、环氧乙烷尾气处理等业务；氘气、氙气、电子行业用气；液态及钢瓶氧气、氮气、氩气、二氧化碳等高纯气体服务；实验室气体管道设计以及气瓶检验服务等。  联系人：刘海龙  手机号： 13194677939    微信号扣扣号：178069904  公司官网：www.shanglangas.com  www.teqi66.com 邮箱：shineliu@shanglangas.com 为您提供诚挚的气体服务。

“地球上的能源总会有被用完的一天”相信很多人都听过这样的一句话，这也是现在被全世界所倡导的“低碳生活”的主要原因之一。 人类科技不断地在发展进步，但同时我们消耗能源的速度也在不断加快。更需要值得注意的就是，这些被无休止消耗掉的能源当中，还包括了很大一部分的像煤、石油等不可再生能源，大家都知道，这些不可再生能源就是用一点，少一点。那如何解决日后能源缺乏的问题，成了一个摆在全世界面前的难题。 煤层 在这种未雨绸缪的意识之下，全世界的科学家，都在积极寻求一种新的清洁能源，来保证未来不会出现能源匮乏的问题。像现在被我们使用的太阳能，就被广泛运用到生活当中来。而今天我们介绍的也是一种新能源工程。那就是在1985年提出，并且在1988年正式开展的“ITER”计划！ “ITER”计划‍ “ITER”计划也被叫做“国际热核聚变实验堆”和“人造”太阳计划，研究进程花费了十年。2006年5月，中国ITER（国际热核聚变实验堆计划）谈判联合小组代表我国政府与欧盟、日本、韩国、印度、俄罗斯以及美国等国家共同签订了ITER计划协定。这是一项目目前囊括了30多个，人口数量多和拥有核科技的国家在内。 “ITER”计划合作签署现场 2018年11月12日，中国科学院等离子体所发布的消息表明，我们国家在“太阳”项目上取得了空前的成功，不管是热功率还是等离子体储存能都已经打破了世界纪录，最主要的是，等离子体的中心温度，已经达到了1亿度！这样的进度，已经领先于世界前列，足以让“人造”太阳产生的“核聚能源” 的使用提前好几年。 在建的“ITER”计划 “ITER”的实施结果对人类能否快速的使用核聚变来解决人类的能源问题起到决定性因素。它的出现，不仅是对全球现有科学技术的一个挑战，更是为了人类未来的生存，所必须要攻克的难题。 人造太阳‍ 千万不要说“人造”太阳就是人类研究并且创造的第二个太阳，这完全是无稽之谈。“人造”太阳其实只是一个核聚变反应堆。这是在1932年由澳洲科学家马克.欧立峰（MarkOliphant）所发现的。其原理也就是模仿太阳所产生的能量的方式，来创造新能源。 这种能源与不可再生能源和清洁能源不同，核聚能源具有资源源源不断，无污染物质，以及无辐射等好处，这也将是人类未来能源的主导。 核聚变原理 “核聚变”又称核融合、融合反应等。“核”主要指的是“氘”，这也是一种和“原子弹”爆炸（核裂变）刚好相反的一种核反应形式。 在一定条件下，核外电子摆脱原子核束缚，让两个原子核互相吸引而碰撞到一起，发生聚合作用，生成重原子核。 轻原子核结合成重原子核的同时，可以释放出巨大的能量，在瞬间产生热能。如果这些能量能被我们控制，无疑，那我们将会有着取之不尽用之不竭的新能源。 “核聚变”所需要的原材料“氘气”，在地球上其实有很多，每一万个氢原子当中就会有一个是氘原子，而每升海水当中的“氘聚变”其放出的能量相当于300升汽油的燃烧，最重要的就是，它还不会产生大量的核废料。因此，核聚变也被看成是宇宙的能源。这样可以理解，核聚变对未来能源的重要性了吧。 氘氚聚变 网上有人说“核聚变”将会成为人类的终极能源。确实，随着人类社会的不断进步，我们对能源的需求越来越大，传统的化石能源已经无法满足人类的需求了。可控核聚变，那就是能解决人类未来能源危机的终极手段。而“人造”太阳是打开人类未来能源的一把钥匙。 在“哈萨克斯坦阿斯塔纳世博会”上，中国馆的主题就是“未来能源，绿色丝路”，而摆放在边上的“人造”太阳就是整个世博会的焦点。 托卡马克装置‍ “人造”太阳是怎么和“大磁铁”产生关系的呢？首先在了解这个过程之前，我们要先正确地认识“人造”太阳，之前有说过它其实就是一个巨大的核聚变反应堆，既然是核聚变那就离不开原子层。 “人造太阳”内部结构图 其实核聚变就是“在一定条件下，（比如高温和高压）发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，并且会伴随着巨大的能量释放。”就比如我们国家所自主研发的氢弹，它就是根据核聚变反应所制成的，不过氢弹是一种不可被控制的能量释放。而我们提到的“人造”太阳就是把这种不可控制的变成可控制的能量。 而这样一个具有高温，且极度危险的东西，我们都知道没有任何的材料能抗得住它上亿度高温的灼热。可是科学家们是通过什么方式把它隔绝掉的呢?——磁场。 带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力，那么在恒定磁场当中洛伦兹力会使运动的带电粒子做圆周运动，而且通过变化磁场能够产生封闭电场。于是就采用磁场所产生的力，也叫作“约束力”。这也就是“人造”太阳当中的“托卡马克装置”。也就是包裹整个反应堆的环形容器。 托卡马克装置 “托卡马克”装置是1950年，被苏联的阿齐莫维奇等人发现原理并且成功创造出来的。这是一种环形容器装置，重量可达400吨。它是通过约束电磁波驱赶，来创造出发生核聚变反应的场所，最终目的就是为了达到人类对聚变反应的控制。 后来这种装置被运用到核聚变实验中，取得了很大的成果。科学家通过实验发现，利用这种装置，只要有足够强大的磁场，那我们就能无限地注入能量，这些粒子受到磁场的影响，根本没有办法和装置的内壁接触，从而导致热传递无效。 磁场不可视却无处不在 即使是有些“不听话”的高温等离子体在这样的约束力下逃逸碰到了装置器壁上，也有其他的办法。目前“人造”太阳使用的材料是自主研发的钨铜合金材料，而它的热负荷能力提升到每平方米20兆瓦，能产生的电流是20兆安培。 还有这样的问题，如果在“人造”太阳运行过程中，磁场的约束力突然失效了会发生什么？其实也不会发生失控爆炸这样的后果。因为当磁场失效过后，离子迅速扩散，温度会快速冷却，聚变反应会立马停止。 与裂变反应堆不同，“人造”太阳当中，只有极少的核燃料，需要自然反应堆不断添加，才能保持正常运作。而一旦反应堆失控，造成的并不是剧烈反应造成爆炸，而是会立马停止反应，并且中断循环。 核反应堆装置图 不过它还有着一个非常严重的缺点，它的变压器目前还不能驱赶商业聚变反应堆所产生的电流。因为这样散发的等离子电流不是很稳定。而一旦出现意外，结果就是会中断整个反应过程，并且产生巨大的磁力……这样的后果是难以预测的。 产生多大的磁力‍？ 在经过国内外科学家10余年的科研，最终“人造”太阳项目在法国完成组装。也就是负责包裹整个反应容器，这个世界上最大的磁铁。经过测量这个环形容器能产生的磁力是13特斯拉。可能很多人对这个单位没有概念，1特斯拉=10000高斯，要知道，我们地球的磁场仅仅才0.3高斯。也就是说，这个装置产生的磁力是地球磁场的43倍！ 地球磁场 航空母舰，大家都了解吧，相当于一个移动的大型军事基地，是被公认的“海上霸主”。美国即将服役的“福特号”航母，是人类目前为止，所建造的世界上最大的航母，而它的满载排水量已经能达到了惊人的11.2万吨！就这样的庞然大物，在“托卡马克”面前，都将会被轻而易举地吸走。 福特号航母 中国核聚变实验其实在很早之前就开始有这方面的课题出现了，自从我们通过某些手段得到了苏联时期所发明的超导体“托卡马克”装置过后，就已经对核聚变开始研究和探索了。之后在加入了“ITER”计划过后，更是一度达到世界领先水平。2017年夏季，我们已经实现了超环稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，一举创造了世界的新纪录。 中国已经开始建造“中国环流器二号M”了，而它的等离子体电流能力已经提高到2.5兆安培以上。等离子体温度已能达到2亿度。试想一下，这样的一个不能想象的温度，所需要的磁力又会是多少呢？ “中国环流器二号M” 结语‍‍ 可控核聚变也就是“人造”太阳的出现，彻底燃起了全世界对未来新能源的渴望。简单来说，只要掌握了核聚变技术，现有的环境问题和生态问题，都会得到一个很好的解决。 现在越来越多的科研人员开始关注到这个项目，国家也一直在培养这方面的人才。虽然我们在实现可控核聚变这条路上还需要走很长一段路。但是现在，我们已经踏出人类的第一步，我相信，我们会在不久的将来彻底解决整个人类的能源问题。 可控核聚变将带领人类步入新的台阶 科学技术领域一直都是我们国家最重视的一个方向。一个国家的实力体现，并不仅仅只是依靠经济实力和军事实力来彰显的，而科学技术领域它代表着我们人类生活的现在和未来！而一个文明的发达，更是取决于能源和科技。能源又是科技发展的前提…… 所以，未来就很有可能决定在掌握能源的人手里。而文明，就会被掌握能源的人所主导。

格隆汇10月8日丨华特气体(688268.SH)公布，公司四款光刻气产品(Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne)均通过了日本 GIGAPHOTON 株式会社的合格供应商认证。 公司本次获得日本 GIGAPHOTON 株式会社合格供应商认证函体现光刻机激光设备厂商对公司产品的认可，有利于提高公司在光刻气领域内的认可度和知名度。考虑到激光设备厂商本身不直接采购光刻气体，光刻气产品销售均须经下游制造商认证，且需一定的认证周期。本次认证事项不会对公司的光刻气产品销售产生直接影响。 本文源自格隆汇 尚澜特种气体有限公司成立于2020年，公司由从事气体行业25年的资深技术人员创建，引进俄罗斯先进的气体产品。公司享有2年自营进出口气体权。也是国内小有盛名的气体公司。我司主营主要生产经营：高纯氦气、液氦、气球氦气；氘气、三氟化氮、六氟化硫、甲烷；一氧化碳、氯化氢、五氟化溴、六氟化钼；硫化氢、环氧乙烷消毒气、激光气；高纯氮气、高纯氩气、高纯氧气、混合气体；无缝钢瓶检验与服务；气体管道工程等。尚澜特气服务宗旨：迅速、安全、舒心、价格！详情咨询：13194677939。

每吨190亿元！嫦娥五号带回罕见物质，100吨够全球用1年 原创2021-10-08 08:01·火星一号   根据《科学》（Science）杂志刊载的一项新研究[1]，来自中国地质科学院、美国圣路易斯华盛顿大学、澳大利亚科廷大学等科研机构和大学的研究人员，联合分析了嫦娥五号带回的月球样本，结果发现它们的年龄不到20亿年，这是目前已知最为年轻的月球物质，比美国阿波罗载人登月带回的月岩年轻了10亿多年。 2020年，我国发射了嫦娥五号前往月球，开展中国航天史上首次月球采样返回任务。嫦娥五号在月球正面上实现了自动采样和封装，最终成功把1.731千克的月壤和月岩带回地球上，此时距离上一次月球采样已经过去了将近半个世纪。   从1969年至1972年，阿波罗载人飞船先后6次登陆月球，宇航员总共收集了381千克的月球样本，并将其带回地球（我国曾获赠其中1克）。分析显示，这些月岩都十分古老，收集自月海的玄武岩可以追溯到31.6亿年前。收集自高地的月岩更是能追溯到44.4亿年前，这要比地球上已知最古老的岩石还要早1.6亿年，已经接近月球和地球的起源时间。 过去，月球表面发生过多次火山喷发，产生了大片玄武岩，由此形成了低洼平原地区——月海，就是我们在地球上用肉眼可以看到的月球黑色部分。大多数月球火山活动发生在30亿到40亿年前，但由于月球内部存在一种加热机制，使得火山活动可能一直延续到20亿年前。   嫦娥五号去了月球上相对较为年轻的区域——风暴洋，这是当时火山喷发形成的凝固熔岩区域。在那里，嫦娥五号采集到的样品有助于填补月球演化历史的关键时间空白。分析表明，嫦娥五号收集到的玄武岩要比此前的样本年轻很多，年龄估计只有19.6亿年。 由此可以推测，大约20亿年前，月球上仍有火山活动，喷发出温度超过1000 ℃的玄武岩岩浆。过去科学家认为，月球地壳深处的放射性元素可能会提高某些地区的温度，从而让月球保持地质活动。   但根据嫦娥五号的样本分析结果，科学家并没有大量检测到相关的放射性元素，这意味着当时肯定有别的东西在使月球升温。有一种观点认为，这可能是潮汐加热的结果。地球和太阳的引力作用在月球上，不断对月球进行拉伸和挤压，由此产生热量，驱动月球内部的地质活动。 有关月球的未解之谜还有很多，比如神秘的月球背面。与朝向地球的月球正面相比，月球背面的地形迥然不同，那里很少有月海，取而代之的是大量的陨石坑。正因为如此，我国的嫦娥四号选择在那里登陆。   预计在2024年，我国将会发射嫦娥六号，前往月球南极或者月球背面的艾特肯盆地，在那里采集样本，然后带回地球。届时，有关月球乃至太阳系的形成之谜将会被进一步揭开。 除了研究月球本身的未解之谜外，科学家还会重点研究一种罕见物质——氦-3。在嫦娥五号的第一批月球样本分发中，核工业北京地质研究院获得了其中50毫克，目的是把其中的氦-3提取出来。   当前，研究人员采用氘和氚作为可控核聚变的燃料。虽然这种可控核聚变反应要比核裂变反应能够更高效地产生能量，并且也更加清洁，但仍然会产生中子辐射问题，由此也会损失不少的能量。 如果把核聚变燃料换成氦-3，不但可以做到完全清洁，而且还能进一步提高核聚变反应产生的能量。据估计，100吨氦-3产生的能量够全人类用一年。虽然氦-3的前景非常好，但地球上的含量非常稀少，这使得它们十分昂贵，每吨价值可达190亿元。 先前的分析表明，月球上有大量的氦-3。因为月球没有磁场和大气层，来自太阳风的氦-3可以直接到达月球表面，并且不断在那里聚集。月球浅层土壤中的氦-3储量多达110万吨，这是吸引人类探测月球的一大原因。   除了月球之外，水星、木星等行星上还有更多的氦-3。如果我们能够率先掌握从月壤中提取氦-3的技术，我们将在未来的太空竞争中取得先机，我们定不会错过这次的“大航天时代”。 参考文献 [1] Xiaochao Che, Alexander Nemchin, Dunyi Liu, et al. Age and composition of young basalts on the Moon, measured from samples returned by Chang’e-5, Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abl7957.  

人类对月球的了解还很少，虽然月球是距离地球最近的天体，但是往返一次月球却不是一件容易事。人类发展航天技术经过了半个世纪，探索的距离已经到达太阳系外围。然而要真正对太阳系中天体有更深层次的了解，自然少不了将样本取回来研究。   嫦娥五号月壤样本帮助研究人员获得了新的认知 探测器携带的设备有限，只能够获得一些重要的数据信息。天体表面的物质包含了地质演化过程中众多信息，研究相关物质的组成及历史，可以获得有关天体早期形成过程以及太阳系演化历史的信息，如果不取样返回，很难分析清楚这些信息。   目前只有中美俄三个国家成功实现了月壤取样返回，纵使取回的月壤足够研究其中的物质组成，但是却没法提供更多信息，以帮助人类了解月球数十亿年的演化过程。月面范围很广，每次取样只能在一个地方进行，这就导致即使有过多次取样，人类对月球的了解还是不全面。   通过对嫦娥五号取回的样本进行分析研究，研究人员得知取回的样本年龄不到20亿年。上个世纪美国的阿波罗登月计划，带回的月壤样本距今时间更古老，可追溯到31.6亿年前，更加古老的样本距今时间比地球上的古老岩石还要早1.6亿年。   嫦娥五号的取样地点在风暴洋，这里曾经是月球上火山喷发的活跃区域。对月壤样本的距今时间研究后发现，月球20亿年前仍有火山活动，这填补了人类对月球地质活动的认知。 不过这次取样还是在月球正面，月球背面的情况跟正面显著不同。因为被地球引力潮汐锁定，月球的正面始终朝向地球，背面遭受了很多次小行星撞击，看起来陨石坑密密麻麻。 月壤中氦-3储量丰富有很大开采价值 月壤取样返回是有研究目的性的，下一次取样返回可能的地点包括月球南极或者月球背面。这些地方的地质活动跟正面有所不同，取回的月壤将帮助研究人员解开关于月球更多谜题。   人类开发月球，主要的目的是为了获取月壤中重要物质——氦-3，这是一种十分高效的核聚变原料。地球上的氦-3储量很少，可控核聚变采用的原料是氘和氚，聚变反应会产生中子，存在一定的危险性。   如果用氦-3作原料的话，就不会产生有辐射的中子，而且能量利用率更高。按照人类目前的能量消耗速度来看，100吨氦-3聚变提供的能量，可以供全人类用一年。月壤中的氦-3来自于太阳风，经过几十亿年的不断积累，浅层土壤中氦-3多达110万吨，可以支持人类能源使用很长一段时间。   地球上氦-3稀缺，每吨价格达190亿元，如果在月球上建立工厂，源源不断提取氦-3，就能推动人类太空探索的步伐。月球既能作为人类去往外太阳系的停靠站点，还能开采重要原料氦-3，开发月球的重要性不言而喻。 火箭技术取得突破是开采月球资源的前提 不过依靠化学火箭开发月球资源，难度确实还是太大了。要将设备运往月球建立一座有足够产出的工厂，所需成本不是哪个国家能够承担的。借助核动力飞船运输设备，效率将显著提升。   在这一块美俄有着领先优势，中国的太空技术发展正有条不紊地展开，开采月球资源是一个重要的目标。人类想要用上月壤中的氦-3，短时期内难以做到。   未来的发展中，开采月球资源是必然的，这期间伴随着火箭技术的一次升级。哪个国家能够取得突破就能抢占先机。

2020年12月，凯旋归来的嫦娥5号带回了珍贵的月球样品，国人无不感到骄傲和自豪，这可是我们期盼了近半个世纪的月球礼物。一称重竟有1731克，好家伙！这一下足够我国进行科学研究了，再也不用去羡慕美国阿波罗月球样品了。   嫦娥5号月球样品到底能带来什么样的惊喜呢？跟美国阿波罗月球样品到底有何差异呢？相信每一个爱国人士都想知道，随着时间的推移，我国关于嫦娥5号月球样品的分析研究又有了大发现。 到底有何大发现呢？我国研究人员分析了嫦娥5号样本的两个片段CE5-B1和CE5-B2，由多种常见矿物组成，例如斜辉石、斜长石、橄榄石和钛铁矿，以及少量石英和方石英，但是年龄只有19.63亿年，跟美国样品相比，至少要相差10亿年。   这可是一个大发现，从1969年至1972年，美国阿波罗飞船先后6次成功登月，成功将12名美国人送上月球，共带回了382公斤月球岩石和月球土壤，通过辐射测年技术测量，来自月海玄武岩样品年龄约32 亿年，来自高地地壳的月壤样品年龄约为46亿年。   从1970年至1976年，前苏联月神飞船也先后三次成功登月，共收获了301克月球样品，同样也发现月壤年龄十分古老，和地球年龄也差不多。   美苏两国对月球样品年龄的研究证明了“大碰撞假说”的真实性，即月球是通过一颗大型天体撞击地球而产生出来的，那么嫦娥5号月球样品的年龄又证明了什么呢？   嫦娥5号月球样品的年龄证明了月球内部存在着剧烈活动，月壳中隐藏大量炽热岩浆，一直延续到20亿年前才逐渐停止。月球演化过程早就被科学家推理出来了，但科学是要讲依据的，很多演化过程缺少有力的证据，而嫦娥5号月球样品刚好就是一个有力证据，证明了20亿年前的月壳内部还很活跃。   嫦娥5号着陆在月球最大月海风暴洋的吕姆克山脉上，风暴洋位于月球正面左上方，在月圆之夜，我们通常凭肉眼就能看到风暴洋的大致轮廓。风暴洋是月球上地质比较年轻的月海，而吕姆克山脉则更年轻。   吕姆克山（MonsRümker）是一座年轻而又孤立火山，比其它平原要高出1100米，吕姆克山实际是由火山喷发岩浆冷却后而形成的，但吕姆克山脉是什么时候形成的？这还是一片空白，而现在嫦娥5号月球样品刚好填补了这项空白。   所以，对嫦娥5号月球样品的分析研究是非常有意义的，为月球演化史又增添了一项强有力的证据。 虽然人类多次登陆过月球，但月球对我们来说是神秘的，存在很多未解之谜，尤其是我们看不见的月球背面，例如神秘的艾肯特盆地，奇怪的月面褶皱等，深深吸引科学家前去探索。   目前，我国正在打造下一代探月飞船-嫦娥6号，预计2024年发射，嫦娥6号有可能会去神秘的月球背面采样，进一步揭开月球的演化之谜，到2036年，我国有望建成人类首个月球基地，从而实现人类长期驻留月球。   人类前往月球还有一个重要目的，月球上有人类梦寐以求的重要物质氦-3，氦-3是氦气同位素气体，化学式He-3，是非常清洁的核能源，当氦-3与氘一起参与热核反应时，不产生有害的放射性中子，只产生巨大能量，也就是说不会产生辐射，不会给自然环境带来灾难性后果。   如果苏联切尔诺贝利核电和日本福岛核电都使用氦-3作原料，那么就不会造成如此大的核灾难，方圆数百里的肥沃土地变成禁区，很多野生动物都出现了基因变异。 月球上的氦-3来自太阳，由太阳内部热核反应产生，太阳风将氦-3吹出，散落到每个天体上，按理说，天体体积越大接受氦-3数量就越多，地球接收氦-3数量应该超过月球，但实际并不是这样，地磁场和地球大气层将氦-3拒之门外，整个地球表面的氦-3数量加起来也只有500公斤左右，但是，没有磁场没有大气层的月球却在疯狂接收氦-3，月球表面氦-3约有500万吨。   知道氦-3参与热核反应能释放出多大能量吗？100吨氦-3就能满足全世界一年的总能源需求，你能想象一下，全世界一年时间得需要耗费多少石、煤和天然气。所以，如果能把月球上的氦-3给开发利用起来，那么人类就不愁没能源用了。   嫦娥5号带回的月球样品中就含有氦-3，今年7月，我国核地研院得到了50毫克月球样品，目的很明显，就是用来提取氦-3，对氦-3展开相关的科学研究，研究已经开始了。

人类对月球知之甚少。虽然月球是离地球最近的天体，但往返月球并不容易。经过半个世纪人类对空间技术的发展，探索的距离已经到达了太阳系的边缘。然而，要真正对太阳系中的天体有更深入的了解，自然要把样本带回研究。   嫦娥五号月壤样本帮助研究人员获得了新的认知 探测器携带的设备有限，只能获取一些重要的数据信息。天体表面的物质在地质演化过程中包含着大量的信息。通过研究相关物质的组成和历史，我们可以获得有关天体早期形成过程和太阳系演化历史的信息。如果没有采样和返回，很难分析这些信息。   目前，只有中国、美国和俄罗斯三个国家成功地实现了月球土壤的采样和返回。虽然取回的月球土壤足以研究其物质组成，但它无法提供更多信息帮助人类了解数十亿年来月球的演化过程。月球表面很宽，每次采样只能在一个地方进行，这导致即使有多次采样，对月球的了解也不完整。   通过对嫦娥五号采集到的样本进行分析，研究人员发现采集到的样本的年龄不到20亿年。上个世纪，美国阿波罗登月计划带回的月球土壤样本更古老，可追溯到31.6亿年前。这些古老的样品比地球上的古老岩石早1.6亿年。   嫦娥5号在风暴海中取样，风暴海曾经是月球上火山喷发的活跃区域。通过对月球土壤样品的年代测定，发现20亿年前月球上仍有火山活动，这填补了人类对月球地质活动的认识。 然而，取样仍在月球前部，月球后部的情况与月球前部的情况明显不同。由于受到地球引力的影响，月球的前部始终面向地球，而后部则多次受到小行星的撞击。看起来有很多陨石坑。 月壤中氦-3储量丰富有很大开采价值 月球土壤取样返回用于研究目的。下一次采样返回可能包括月球南极或月球背面。这些地方的地质活动与前方不同，取回的月球土壤将帮助研究人员解开更多关于月球的谜团。   人类开发月球的主要目的是获得氦-3，这是月球土壤中的一种重要物质，是一种非常有效的核聚变原料。地球上氦-3储量很少。用于受控核聚变的原材料是氘和氚。聚变反应将产生中子，这是危险的。   如果以氦-3为原料，则不会产生辐射中子，能量利用率较高。根据目前人类的能源消耗率，100吨氦-3聚变提供的能量可供全人类使用一年。月球土壤中的氦-3来自太阳风。经过数十亿年的持续积累，浅层土壤中的氦-3含量高达110万吨，可以长期支持人类能源的使用。   氦-3在地球上非常稀少，每吨的价格为190亿元。如果在月球上建立一个工厂来持续提取氦-3，它可以促进人类太空探索的步伐。月球不仅可以作为人类进入外太阳系的一个中转站，还可以开采重要的原材料氦-3。开发月球的重要性是不言而喻的。 火箭技术取得突破是开采月球资源的前提 然而，依靠化学火箭开发月球资源确实太难了。没有一个国家能负担得起将设备运送到月球和建造一座产量足够的工厂的费用。在核动力航天器运输设备的帮助下，效率将大大提高。   在这方面，美国和俄罗斯具有领先优势。中国的空间技术发展正在有序展开，开发月球资源是一个重要目标。人类想要在土壤中使用氦-3，这在短时间内很难做到。   未来的发展中，开采月球资源是必然的，这期间伴随着火箭技术的一次升级。哪个国家能够取得突破就能抢占先机。