氦-3，完美的核聚变燃料，为何月球有上百万吨，而地球只有半吨？( 二 )

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如上图所示， “质子﹣质子链反应”的核燃料其实就是质子（即氢原子核），整体上可以分为3步：1、质子和质子聚合成一个氘原子核；2、一个氘原子核与一个质子聚合成一个氦-3原子核；3、两个氦-3原子核聚合成一个氦-4原子核，同时释放出两个质子。
由此可见，太阳内部其实一直在产生氦-3原子核，现在重点来了，这些氦-3原子核并不会全部都参与到“质子﹣质子链反应”的第3步之中，它们中的一少部分会通过太阳的辐射层和对流层来到太阳表面，并最终随着“太阳风”一起离开太阳。
太阳风其实就是太阳发出的高速带电粒子流，其速度很快（初速度可达每秒钟数百公里），影响范围可以高达120天文单位，而月球与太阳的平均距离仅有1天文单位，因此就会遭到太阳风的猛烈轰击，久而久之，太阳风中的氦-3就在月球表面“堆积”起来了。

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因此可以说，月球的上百万吨氦-3基本上都是太阳给它“送”过来的，那为什么地球却只有半吨氦-3呢？难道是太阳只给月球“送”不给地球“送”？
当然不是，实际上，太阳给地球“送”的氦-3还要多一些（毕竟地球的表面积比月球大），但地球却直接“拒收”了，这是因为地球有一个强大的磁场，这可以让太阳风“绕道而行” ，所以太阳“送”来的氦-3就无法抵达地球表面。
既然如此，那地球上的这半吨氦-3又是哪里来的呢？
地球上的氦-3主要有两个来源，一种来源是地球“天生”自带的，由于氦-3是氦的稳定同位素，因此在地球形成之时的氦-3就可以长时间地存在于地球内部，不过在地球上所有的氦元素之中，氦-3的所占的比例极少，只有0.000137%左右。
第二种来源则是宇宙射线与地球大气层的相互作用，当宇宙射线中的快中子轰击到大气层中的氮-14原子核时就会发生反应，其反应过程如下图所示。

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可以看到，这种反应会生成碳-12和氚，而氚是放射性同位素，其半衰期约为12.43年，氚的衰变属于β衰变，这种衰变会让氚原子核内的一个中子转变成质子，进而使氚衰变成氦-3 。
由于上述两种来源中的氦-3都非常稀少，因此地球上也就只有差不多半吨的氦-3了。
好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。
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