Találós kérdés: mi a közös az Iron Sky: Támad a Hold című, 2012-es akciófilmben, a For All Mankind című 2019-es amerikai televíziós sci-fi sorozatban és a kínai űrprogramban? Aki legalább az első kettő egyikét ismeri, hamar rávághatja, a Hold. Ám a válasz ennél sokkal árnyaltabb, és egyben sokkal nagyobb horderejű is. Nem más, mint egy izotóp, ami alapjaiban rengetheti meg a földi energiaellátást, mégpedig a hélium-3.
Vélhetően sokaknak egyértelmű, hogy az első filmalkotásban meglepő módon éppen e nyersanyagból oldják meg a nácik az energiaellátásukat, megbújva a Hold sötét oldalán, és talán az sem nagy újdonság, hogy az amerikai sorozatban is először a lítium bányászatáért megy a harc a sebhelyes bolygón, majd előtérbe kerül a hélium-3 is. De hogy jön ide a kínai űrprogram?
Nos, a Xinhua kínai állami hírügynökség híradása szerint Dong Baotong, a Kínai Atomenergia Hatóság (CAEA) alelnöke sajtótájékoztatón jelentette be egy általuk meghatározott új ásvány nevét. A Pekingi Urángeológiai Kutatóintézet tudósai csúcstechnológiás eszközökkel, például röntgendiffrakcióval izoláltak egy körülbelül 10 mikron sugarú kristályrészecskét a 140 ezer Hold-minta-részecskéből, és értelmezték annak kristályszerkezetét. A Nemzetközi Ásványtani Szövetség (IMA) új ásványokkal, nómenklatúrájával és osztályozásával foglalkozó bizottsága (CNMNC) új ásványként erősítette meg ezt. Az új ásványt rögtön be is jegyezték Changesite-(Y) néven. Nem másról, mint Chang’e -ról, a kínai mitológia holdistennőjéről kapta a nevét.Ugyancsak ezzel a névadóval osztozik Kína első holdi mintagyűjtő rovere, a Chang’e 5 is, amely 2020 telén gyűjtötte be a port.
Összefoglalóan: a Changesite-(Y) egy oszlopos kristályban lévő foszfát ásvány, amely a holdi bazaltrészecskékben található. Úgy vélik, a minták, amelyekben ezt az ásványt találták, 1 milliárd évvel idősebbek, mint az USA és a Szovjetunió korábbi missziói által gyűjtött minták. „Ez Kína jelentős tudományos vívmánya az űrtudomány területén”– jelentette ki Baotong. Az Übergizmo arról ír, hogy a hírek szerint a Changesite felfedezésén felbuzdulva a pekingi Nemzeti Űrügynökség bejelentette, hogy a következő 10 évben három űrhajót küld a Holdra, mert az új kristályszerű ásvány kritikus lehet a jövőbeli energiatermelés szempontjából. És a lényeg ebben a mondatban rejtőzik, ugyanis ez az új ásvány hélium-3-at tartalmaz, a hélium egy nehezebb izotópját, amely ugyan a földkéregben ősidők óta létezik, de a korszakok során lassan kiszabadult a világűrbe, s ezen a„sártekén” mostanra már rendkívül ritka.
De még mindig nem világos, hogy energetikai szempontból miért ennyire korszakos ez a felfedezés?
Nos, a hélium-3 a hélium hármas tömegszámú izotópja. A héliumatomok legtöbbjének atommagjában két proton és két neutron foglal helyet, így a tömegszámuk(a protonok és a neutronok száma összesen) négy. De vannak másfajta héliumatomok is, amelyeknek magjában a két proton mellett csak egy neutron van, így tömegszámuk három (innen a hélium-3 név). A hélium-3 az egyetlen ismert izotóp a világegyetemben a közönséges hidrogénatomon kívül, ami úgy tud stabil lenni, hogy az atommagjában több proton van, mint neutron. Két természetes úton keletkezhet: a Föld, vagy más égitestek belsejében, a lítium atomok bomlástermékeként, no és persze a világűrben, a kozmikus sugárzás által kiváltott nukleáris reakciók hatására. Egyikből sem következik, hogy a Földön iparilagszámba vehető mennyiségben jelen legyen alapanyagként. A képződő atomok kijutnak az atomszférába, hogy onnan elszökjenek a világűrbe, viszont a Föld mágneses tere miatt nem jutnak el a Föld felületére.
A hélium-3 jelentőségét pedig igazán a fúziós reaktorok elindulása adhatja. A fúziós reaktorokkal, azok jelentőségével már foglalkoztunk e lap hasábjain: az erőmű működése a hidrogén két izotópjának, a tríciumnak és a deutériumnak a reakciójára épül. A deutérium olyan elképesztően nagy mennyiségben lelhető fel a bolygón, hogy egy gramm mindössze körülbelül 13 dollárba kerül. Nem úgy a trícium! Ebből csak nyomokban tartalmaz valamennyit az atmoszféra felső rétege, no meg a nukleáris reaktorok is előállítják melléktermékként, ám alig értelmezhetően kicsi mennyiségben, ráadásul nagyon kevés reaktornál gyűjtik össze. Ha ez nem lenne elég, a trícium rendkívül instabil és 12,3 éves felezési idővel bír, ami azt is jelenti, hogy a készletek maguktól is gyorsan eltűnnek. Egyetlen kereskedelmi forrása a 19 Canada Deuterium Uranium (CANDU) atomreaktorok, ezek egyenként mindössze évi fél kilót állítanak elő, ráadásul a tervek szerint a működő reaktorok közel felét még ebben az évtizedben leállítják. Ebben a pillanatban kb. 25 kilogramm trícium lelhető fel a bolygón, és a készlet az évtized végén lassú fogyásnak indul a felezési idő miatt. Ez felfedezhető a trícium árában is, grammonként 30 ezer dollárba kerül. Pedig a trícium rendkívül fontos alapanyag, ezzel bizonyították be, hogy el lehet érni, hogy a fúziós reaktor több energiát termeljen, mint amennyit felhasznál. Ezen a tapasztalaton felbuzdulva épül Franciaországban az ITER, amely már szinte ipari méretekben bizonyíthatja, életképes az energia előállításának ez a módja. Ám nagyon sok kutató állítja: ezzel a Föld trícium készletét el is használhatják.
Itt jöhet a képbe a korábban említett holdi izotóp. Az instabil trícium helyett ugyanis a reaktor elméletileg működhet a deutérium és a hélium-3 izotópok fúziójával is. Mi több, ez a reakció nem csak hatékonyabb, de „tisztább” is, mivel a kölcsönhatás során nem neutron, hanem proton termelődik, amit a pozitív töltése miatt könnyen lehet raktározni. Az arányokat jól szemlélteti, hogy Christopher Barnatt „Hélium-3 energiatermelés" című cikkében megemlíti, hogy egy űrsiklónyi – mintegy 25 tonna – hélium-3 az Amerikai Egyesült Államok teljes energiaszükségletének fedezéséhez elegendő lenne egy egész éven keresztül, így behozhatná az űrbányászat gigantikus költségeit. Ehhez arányítva a Fúziós Technológiai Intézet kutatói a Wisconsin Egyetemen1986-ban úgy becsülték, hogy a holdkőzet közel egymillió tonna hélium-3-at tartalmazhat.
Óriási, az emberiség történetének fordulópontját adó felfedezésről lehet tehát szó! Nem véletlen, hogy megjelentek az iparágban a magánbefektetők is. Pl. a Helion Energy, egy tiszta energiával foglalkozó vállalat, amely elkötelezett a fúzióból származó bőséges, szén-dioxid-mentes villamos energia új korszakának megteremtése mellett. Az amerikai fúziós energiát fejlesztő cég tavaly nyáron közölte, elkezdett egy új létesítményt építeni a washingtoni Everettben. A világ első kereskedelmileg életképes fúziós erőművének, a Helion hetedik generációs fúziós prototípusának, a Polarisnak ad majd otthont a létesítmény.
A kínai Chang’e program következő célpontja a Hold déli pólusa lesz, amely a tudósok szerint a legvalószínűbb vízzel teli terület. Az elkövetkező években a NASA expedíciói ugyanezt a helyet veszik célba.Ez a felfedezés segíthetett meghatározni, hogy mit kell keresni, és hol kell elkezdeni a bányászatot. Küszöbön tehát az új „aranyláz”, amely a Holdon egy ásványért folyik majd.
(A cikk eredetileg a Zöld Ipar Magazin októberi lapszámában jelent meg nyomtatásban.)
További hírek a kategóriából
