蘭開斯特大學珍貴資產藏於啤酒桶 月球氦 -3 採挖計畫引關注
What is Helium-3 and could we get it from the moon?
作者: Chris Baraniuk | 時間: Tue, 16 Jun 2026 00:11:13 GMT | 來源: BBC
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蘭開斯特大學擁有一項極其珍貴的資產，卻存放在啤酒桶中。
但它並不在學生酒吧裡。
在一處嚴密鎖定、鎖得緊緊的實驗室內，金屬桶整齊排列在架上，並由纖細的銅管連接。
這些容器裝的不是名酒，而是名為氦 -3 的氣體，這是世上最昂貴的物質之一。一公升價格約 2000 美元（1500 鎊），價格隨波動。
「實驗室運作已約 50 年。當時氦氣很便宜，」資深講師 Dima Zmeev 說。「我們的前輩非常聰明，提前囤積了一批。」
未來不久，更多人可能想建立類似的儲備。氦 -3 可用於量子運算與核融合。但目前主要來源受嚴格控制，來自核武器中的氚衰變。
美國田納西州橡樹嶺國家實驗室資深科學家 David McCollum 估計，全球每年以此方式產生的氦 -3 達數萬公升。但未來需求可能遠超過供應。
一些創業者與研究者稱需尋找新來源。該物質存在於地底，但濃度通常極低。
然而，阿波羅任務帶回的月塵樣本顯示那裡濃度相對較高。因此，目前正計劃從月球回收氦 -3。
氦 -3 是氦的一種同位素，由原子核內的中子數定義。氦 -4 多一顆中子，價格較便宜——也就是填充兒童派對氣球的氣體。
Zmeev 在物理實驗中使用氦 -3。例如，他在專案中用該物質填充微小容器，以檢測一種神秘的暗物質粒子。
若該粒子撞擊其中一個氦 -3 原子，會使原子群震動。這產生熱，且微小的溫度上升可被測量。
氦 -3 可重複使用。
科學家在極低溫度下混合氦 -3 和氦 -4，以創造已知宇宙的最低溫度，達至毫開爾文範圍（-273 度）。
當氦 -3 原子逐漸從含兩種同位素的稀釋混合物中分離，會在其上方形成純氦 -3 層。此分離為相位變化，消耗能量，產生冷卻效果，如同熱水杯上的水蒸氣蒸發。
基於氦 -3 的冷卻，或稱稀釋冷凍，對量子電腦至關重要。
此外，氦 -3 也可能用於某些核融合反應堆，未來創造大量清潔能源。
計劃從月球提取氦 -3 的一家廠商是位於西雅圖的 Interlune。合夥人兼執行長 Rob Meyerson 說：「我們過去四年開發、原型開發並測試技術… 我們有 30 人的團隊，還在成長。」
Interlune 的另一合夥人是 Harrison"Jack"Schmitt，現已 90 多歲，他在阿波羅 17 號任務期間曾登陸月球。他長期主張從月壤中回收氦 -3。
Interlune 曾在模擬零重力的拋物線飛行中測試部分設備。Meyerson 表示，該公司的設備套件最早可於 2027 年秋季整合進月球登陸器。
最終，Interlune 旨在於月球部署自主月壤挖掘機，挖取粉狀物質並處理。概念是壓碎和攪動月壤，釋放其內部的氦 -3。
無人確切知道月球上的氦 -3 濃度為何。
約翰霍普金斯應用物理實驗室的 Paul Burke 說，阿波羅任務帶回的月壤樣本可能在返回地球時流失部分氦 -3，這會扭曲我們對現有含量的理解。
此外，或許沒有期望中那麼多的氦 -3 富集區，或它們位於難以接近的深度。「了解氦 -3 的位置很重要，」Burke 說。
如太空新聞去年報導，月球濃度可能介於數十億分之幾到二十幾十億分之幾。Burke 表示，這可能需要挖掘和處理數十萬噸月壤僅能獲得 1 公斤氦 -3。這被形容為「移山」的前景。
「我們沒忽視必須處理大量月壤的事實，」Meyerson 說。「我們已運算… 所有將我們帶上月球、提取氦 -3 並將其帶回地球的數據。」
Interlune 拒絕向 BBC 分享這些數字，或分享其技術開發的總成本估計。
另一家美國公司 Astrotech Corporation 也宣布計劃前往月球。在其案例中，透過 SpaceX Starship 火箭。Astrotech 將透過加熱月壤提取氦 -3。執行長兼首席技術官 Tom Pickens 說：「一切都具挑戰性。」
在之前的太空應用中，他的公司製造質譜儀，用於識別如化學元素等物質並測量其濃度。
月球氦 -3 提取原型的工作仍在繼續，Pickens 信心滿滿：「你會看到它。」
他補充道，公司有「七、八」人參與該專案。
根據 McCollum 的建議，根據設計，量子電腦最終可能需要數千公升的氦 -3。他和同事最近發表了一篇論文，檢視這些裝置的能源和資源需求。
這意味著月球氦 -3 項目已吸引興趣。一家位於赫爾辛基的量子運算公司與 Interlune 簽署 3 億美元（2.23 億鎊）協議，自 2028 年至 2037 年每年採購 1 萬公升氦 -3。
但有替代方案。奧克蘭大學的 Richard Easther 指出，一些科學家正在研製不重度依賴氦 -3 的量子電腦冷卻方法。
此外，氦 -3 尋找者或許最終能從地殼中回收有用量。總部位於葡萄牙的 Pulsar Helium 正在調查明尼蘇達州一地點的氦 -3 存在。
伍茲霍爾海洋研究所的地球化學家 Peter Barry 也是該公司科學顧問，他表示該處濃度約 12ppb。他稱，用傳統鑽井從那裡提取氦 -3 可能潛在可行，並補充道，「明尼蘇達州比月球容易到達得多。」