太阳风注入的氦是记录太阳风演化的重要载体，也是未来核聚变能源的关键资源。然而，受氦在晶格中的扩散行为控制，不同月壤矿物对氦的滞留能力存在显著差异。当前，月壤硅酸盐的氦扩散机理及其同位素分馏缺乏定量微观参数，制约了太阳风信号及He资源量评估的定量研究。本文以架状硅酸盐代表矿物α-石英与岛状硅酸盐代表矿物镁橄榄石为结构端元，采用第一性原理计算的方法，对氦在硅酸盐矿物中的稳定占位、扩散路径、迁移能垒及同位素分馏效应开展了系统研究，揭示了晶体结构对氦扩散的控制机制。结果表明：α-石英扩散能垒为0.147~0.396 eV、扩散系数高、各向异性弱；镁橄榄石扩散能垒为1.43~1.86 eV、扩散系数低、各向异性明显。扩散伴随明显动力学同位素分馏，镁橄榄石中He扩散的同位素分馏效应具强温度依赖性，α-石英中He扩散的同位素分馏效应受通道结构主导、对温度不敏感。研究为月壤氦资源评估、太阳风同位素记录解译及月球氦-3原位开采提供了微观理论依据。
Tan et al. (Wed,) studied this question.