Nội dung bài viết
Một trong những tài sản quý giá nhất thuộc sở hữu của Đại học Lancaster được cất giữ trong thùng bia. Trong phòng thí nghiệm được khóa cẩn thận, các thùng kim loại được xếp trên kệ và liên kết với nhau bằng hệ thống ống đồng mảnh.
Các thùng chứa không chứa bia thưởng mà chứa một loại khí gọi là helium-3, một trong những vật liệu đắt nhất thế giới. Một lít có giá khoảng 2.000 USD (1.500 bảng Anh), mặc dù giá có thể dao động.
Dima Zmeev, giảng viên cao cấp, cho biết: “Phòng thí nghiệm đã hoạt động được khoảng 50 năm. Hồi đó, khí heli khá rẻ”.
"Những người tiền nhiệm rất khôn ngoan của chúng tôi đã tích trữ." Trong tương lai gần, có thể sẽ có thêm nhiều người tìm cách xây dựng một kho dự trữ như vậy. Helium-3 có ứng dụng trong điện toán lượng tử và phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Tuy nhiên, nguồn chính của nó ngày nay được kiểm soát chặt chẽ – nó đến từ vũ khí hạt nhân. Cụ thể là từ sự phân hủy của tritium, một dạng hydro, bên trong những vũ khí đó.
Trên khắp thế giới, hàng chục nghìn lít helium-3 có thể được sản xuất theo cách này mỗi năm, David McCollum, nhà khoa học nổi tiếng tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Tennessee, ước tính. Nhưng nhu cầu trong tương lai có thể vượt xa nguồn cung đó.
Một số doanh nhân và nhà nghiên cứu nói rằng chúng ta cần những điều mới nguồn helium-3. Nó tồn tại trong lòng đất nhưng nhìn chung ở nồng độ rất thấp.
Tuy nhiên, các mẫu bụi mặt trăng, hay regolith, từ các sứ mệnh Apollo cho thấy nó có thể hiện diện ở đó với nồng độ tương đối cao. Do đó, các kế hoạch hiện đang được tiến hành để thu hồi helium-3 từ mặt trăng.
Helium-3 là một đồng vị của helium, được xác định bởi số lượng neutron trong hạt nhân nguyên tử. Helium-4, với một neutron bổ sung, là phiên bản tương đối rẻ – một loại khí làm đầy bóng bay trong bữa tiệc của trẻ em.
Zmeev sử dụng helium-3 trong các thí nghiệm vật lý. Ví dụ, anh ta lấp đầy những căn phòng nhỏ bằng vật liệu này trong một dự án phát hiện một loại hạt vật chất tối bí ẩn.
Nếu một hạt như vậy va vào một trong các nguyên tử helium-3, nó sẽ khiến tất cả chúng lắc lư. Điều này tạo ra nhiệt và có thể đo được sự tăng nhiệt độ nhẹ đó.
Các nhà khoa học trộn helium-3 và helium-4 với nhau ở nhiệt độ rất thấp để tạo ra nhiệt độ thấp nhất trong vũ trụ đã biết, xuống tới phạm vi millikelvin (-273C). Khi các nguyên tử helium-3 dần tách ra khỏi hỗn hợp loãng chứa hai đồng vị, chúng tạo thành lớp helium-3 tinh khiết ở trên.
Sự phân tách này là sự thay đổi pha tiêu tốn năng lượng, tạo ra hiệu ứng làm mát fect , giống như khi hơi nước bốc hơi khỏi một cốc nước nóng. Làm mát dựa trên helium-3, hay làm lạnh pha loãng, rất quan trọng đối với máy tính lượng tử.
Và helium-3 cũng có thể được sử dụng trong một số lò phản ứng tổng hợp hạt nhân để một ngày nào đó tạo ra lượng năng lượng sạch khổng lồ. Một công ty đang có kế hoạch khai thác helium-3 từ mặt trăng là Interlune, có trụ sở tại Seattle.
Rob Meyerson, đồng sáng lập và giám đốc điều hành cho biết: “Chúng tôi đã dành bốn năm qua để phát triển, tạo nguyên mẫu và thử nghiệm các công nghệ. Chúng tôi có một đội ngũ gồm 30 người và đang ngày càng phát triển”.
Meyerson là chủ tịch của Blue Origin, công ty tên lửa của Jeff Bezos từ năm 2003 đến năm 2018. Một trong những người đồng sáng lập của Interlune là Harrison "Jack" Schmitt, hiện đã ngoài 90 tuổi, người đã đi bộ trên mặt trăng trong sứ mệnh Apollo 17.
Ông từ lâu đã ủng hộ việc thu hồi helium-3 từ regolith trên mặt trăng. Interlune đã thử nghiệm một số thiết bị của mình trong các chuyến bay hình parabol, trong đó máy bay bay theo đường vòng cung lớn để mô phỏng tình trạng không trọng lực.
Meyerson cho biết bộ công cụ của công ty có thể được tích hợp vào tàu đổ bộ mặt trăng sớm nhất là vào mùa thu năm 2027.
Gợi ý thực hành:
1. Theo dõi thông báo từ cơ quan địa phương tại California.
2. Kiểm tra nguồn chính thức trước khi chia sẻ lại thông tin.