Elképesztő dolgot találtak a Holdon

A jövő szempontjából a Hold létfontosságú nyersanyagbázis lehet

A Nemzetközi Mineralógiai Társaság changesit-(y) néven vette nyilvántartásba azt az új ásványt, amit a kínai Csang'o-5 holdkutató szonda gyűjtötte kőzetmintákban fedeztek fel. Az elsődleges vizsgálatok szerint az ásvány hélium-3 izotópot tartalmaz, ami kulcsfontosságú lehet a fúziós energiát termelő reaktorok nyersanyagaként. A felfedezés hatására Kína máris három újabb Hold-expedíciót tervez égi kísérőnk felszínére.

Eddig ez a legősibb, Földre visszahozott holdi ásvány

A Csang'o-5 kínai holdkutató szonda 2020. december elsején landolt a Hold felénk forduló oldalán fekvő Oceanus Procellarum (Viharok óceánja) elnevezésű becsapódási medence területén. Az Oceanus Procellarum a legnagyobb, 3200 kilométer szélességben kiterjedő bazalt bázisú holdi medence - úgynevezett mare - , ami szürke foltként szabad szemmel is jól látható telihold idején.

A Hold felénk forduló oldalán látható az Oceanus Procellarum (Viharok óceánja) elnevezésű sík medence (piros vonallal körbe karikázva) , amelynek északi részén gyűjtötte be a Csang'o-5 a különleges ásványt Forrás: Wikimedia Commons

A szonda a medence északi részén, a Rümkre-hegy körzetében szállt le. A Csang'o-5 legfőbb feladata kőzetminták gyűjtése, és a Földre való visszajuttatása volt. A kínai holdkutató eszköz nemcsak a felszínről, hanem a talajba lefúrva, kétméteres mélységből is gyűjtött kőzetmintákat.

Az Oceanus Procellarum vidéke a háttérben a Rümkre-heggyel, amelynek közelében landolt a Csang'o-5 Forrás: NASA/JPL-Caltech

A Csang'o-5 a küldetést sikeresen teljesítette,

és 2020 decemberében kettő kilogrammnyi holdkőzetet hozott vissza a Földre.

A gyűjtött anyag alapos átvizsgálása közben fedezték fel az űrszondáról a changesit-(y) nevet kapott, és a tudomány számára újnak bizonyult ásványfajt.

A Csang'o-5 kínai űrszonda felszáll a Hold felszínéről Forrás: MTI/Xinhua/AP/Anonymous

A szakértők szerint ez az ásvány legalább egymilliárd évvel idősebb mint azok a holdkőzetek, amelyeket még korábban az amerikai Apolló-, illetve a szovjet Luna-missziók juttattak vissza a Földre.

A Földön extrém ritka izotópokat rejthet a különleges holdkőzet

A kristályos szerkezetű changesit-(y) legfőbb különlegessége, hogy – az elsődleges vizsgálatok szerint – hélium-3 izotópot tartalmaz. A héliumnak összesen nyolc izotópja ismert, amelyekből csak a hélium-3 illetve a hélium-4 számít stabil elemnek.

A changgesit-(y) holdi ásvány természetes ( a kép bal szélén) és csiszolt állapotában Forrás: YouTube

A kémiai elemeknek többfajta tömegszámú atomfajtái lehetnek, és ezeket az atomfajtákat nevezzük izotópoknak. Egy adott elem izotópjainak mindig azonos számú protonból, de eltérő számú neutronból épülnek fel az atommagjai. Így természetesen az adott elem izotópjai is ugyanazt a helyet foglalják el a periódusos rendszerben, csak a tömegszámukban különböznek egymástól.

Deutérium-trícium fúziós reakciót szemléltető ábra Forrás: Nature

A hélium-3 izotóp természetes körülmények között rendkívül ritka a Földön.

Szemléltetésképpen, a szintén ritka hélium-4 minden egymillió atomjára jut egyetlen hélium-3 izotóp. A hélium-3 kozmikus előfordulás ennél jóval nagyobb, a csillagközi térben csaknem a százszorosa a földiének.

A csillagközi térben sokkal nagyobb arányban fordul elő a ritka izotóp, mint a Földön Forrás: ESA/Herschel

A hélium-3-nak azonban nemcsak elméleti, hanem rendkívül komoly gyakorlati jelentősége is lehet a jövő energiatermelésében.

A fúziós energiatermelés egyszer és mindenkorra véget vethetne az energiafüggőségnek

A hélium-3 izotóp rendkívül értékes nyersanyaga lehet a fúziós energiatermelésnek, mivel anélkül szabadítana fel rendkívül sok energiát, hogy sugárzással rongálná a reaktort. Az előzetes számítások szerint egyetlen űrhajóra való changesit-(y) ásványból annyi energiát lehetne kinyerni, ami három évig biztosítaná például az Amerikai Egyesült Államok teljes energiaszükségletét.

A DEMO típusú reaktor fúziós energiát hoz létre, átalakítja elektromos árammá és eljuttatja a kereskedelmi hálózatba. Forrás: https://www.iter.org/doc/www/content/com/Lists/Mag%20Stories/Attachments/22/fusion_plant.jpg

A fúziós reaktor olyan energiatermelő eszköz, amely a hagyományos, maghasadáson alapuló atomreaktorokkal szemben az atommagok egyesülésekor felszabaduló energiát hasznosítja. Ugyanilyen elven termeli az energiát például a Nap, amelynek magjában a hidrogénatomok héliummá egyesülnek, miközben óriási mennyiségű energia szabadul fel.

A Nap belsejében zajló termonukleáris reakció rengeteg energiát szabadít fel Forrás: NASA

De ugyancsak a magfúzió „élteti" a csillagokat is. A magfúziós reaktor megvalósításának legfőbb kérdése a szabályozott energiafelszabadulás. (Magfúziót egyébként sikerült már földi körülmények között létrehozni, gondoljunk csak a hidrogénbombára.) A magfúziós reaktorok összehasonlíthatatlanul környezetkímélőbbek, mint a hagyományos, az uránhasadás elvén alapuló atomreaktorok, ezen kívül a keletkezett energia nagyon könnyen átalakítható árammá.

A jövő szempontjából a Hold létfontosságú nyersanyagbázis lehet Forrás: MSN

A fúziós reaktorok kifejlesztése leghamarább egy-két évtizeden belülre várható, bár az amerikai Lockheed-Martin konzorcium 2014-es bejelentése szerint legkésőbb 2024-ben üzembe állítják az első működőképes magfúziós reaktort.