月球氦-3氣體還能醫用？或能挽救更多肺疾患者

摘要： 如果有人問你，月球、核武器、未來清潔能源、恐怖主義以及肺病之間有什麼共同之處？答案是氦-3（helium-3），這種氣體在地球上極其稀有，但其在月球上的含量卻比地球上豐富1億倍。2018年10月，美國洛克希德-馬丁公司(Lockheed Martin)宣佈了一種登月飛行器的概念，這...

與此同時，本月晚些時候，印度的“月船二號”（Chandrayaan-2）太空探測器也將登陸月球表面。它的目標之一是找到價值數萬億美元的氦-3礦藏，因為這種物質可以成為核聚變能源發電或推動火箭的燃料。

核工程師試圖實現可持續聚變的標準方法是使用地球上儲量更豐富的燃料——氘和氚。但是，麻省理工學院的研究人員發現，在混合物中加入少量的氦-3可以使其效率更高，從而幫助其更快地成為一種可行的能源。

即使核聚變在明天就被證明是可行的，但任何核能生產都需要等待幾十年時間以建設核電站。然而，開採氦-3現在可能就有用，因為它也有非能源用途。氦-3能夠探測到來自鈽的中子，這些中子可能被用於恐怖襲擊。其原理是：法醫儀器中含有少量的氦-3。當中子撞擊氦-3原子時，反應產生氚、質子和電荷，提醒研究人員鈽可能就在附近。

具有諷刺意味的是，隨著本世紀初全球對潛在核材料的擔憂加劇，地球上氦-3的供應也隨之增加。這是因為氦-3來自於用於熱核彈頭(氫彈)的氚衰變。數以千計的這類武器已經從美國和俄羅斯武器庫中拆除，使氦-3可以用於鈽的探測、研究和其他應用，包括在醫療保健領域。

氦-3可以幫助醫生診斷肺部疾病，因為它可以實時成像肺部影象。氦-3極大地提高了醫生對哮喘、慢性阻塞性肺病、肺氣腫、囊性纖維化以及支氣管肺發育不良(尤其是早產兒)等多種疾病的肺部成像能力。具體地說，氦-3在磁共振成像(MRI)中很有用，而MRI是一種從體內生成影象用於診斷的程式。

但是，雖然標準的MRI可以讓醫生看到身體的某些部位，比如心臟或大腦，但它對透視肺部無用。因為肺裡充滿了空氣，空氣的密度比水或脂肪小得多，所以實際上不會產生任何能夠成像的訊號。為了解決這個問題，病人可以吸入超極化氣體，這意味著通過特殊的程式增強訊號，這樣來自肺部的磁共振訊號最終就能被讀取。

當這種氣體與足夠的氧氣混合達到可以維持生命的程度時，吸入它是安全的。氦-3就是一種超極化氣體。由於它能產生非常強烈的訊號，MRI可以清晰地看到肺內和所有氣道中的空氣，揭示出支氣管肺樹的複雜細節。可以實時地顯示肺部和氣道的解剖細節，以及在患者呼吸時顯示功能成像的能力，使氦-3 MRI遠遠優於檢測肺功能的標準方法。

傳統檢測方法被稱為肺活量測定法，它告訴醫生患者肺臟的整體功能，但不會對可能造成問題的特定區域進行檢測。另外，肺活量測定法需要患者遵循指示並屏住呼吸，因此對患有肺部疾病的幼兒來說效果不是很好。

近年來，氦-3在地球上的價格飛漲。在過去幾年裡，研究人員始終在 開發 MRI技術，利用其他超極化氣體進行肺部測試。氦-3的主要替代品是氙-129。多年來，研究人員已經學會克服後者的某些缺點，比如它可能會讓患者入睡。由於氦-3提供了最強的訊號，它仍然是許多肺部條件下MRI研究的最佳氣體。

但近年來，由於核彈頭拆解率的下降，地球上氦-3的供應始終在減少，美國國土安全部要求越來越多的氦-3氣體用於中子探測。結果，這種氣體的價格飛漲。現在可供醫療用途的資源越來越少，當然，除非我們開始在月球上採礦。問題是：這些好處是否值得人類跋涉38萬公里的旅程登陸月球？