149年前的今天,即1868年8月18日,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“氦”元素。氦-3是氦的同位素之一。
十萬個為什么:
這種清潔、安全和高效率的未來新能源,為什么大量存在于月球呢
氦-3是一種無色、無味、無臭、性質(zhì)穩(wěn)定的氦同位素。
1996年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氦-3具有作為核聚變?nèi)剂系姆欠残阅堋?/p>
月球氦3開采基地宏景圖
采用氦-3為燃料的核聚變比用氫做燃料進行核聚變還要安全、清潔,效率更高,容易控制,產(chǎn)生的放射性物質(zhì)微乎其微。
因此,即使將氦-3核電站建在鬧市區(qū)內(nèi)也是安全的。
可惜的是,氦-3在地球上卻難覓蹤影。
據(jù)估算,氦-3在全世界的總儲量不超過100千克,而且大部分是由核彈頭中的氚衰變而成,即使加上深海氣井和火山氣中氚衰變的氦-3,全世界一年最多也僅能獲得10~20千克。
開采氦3想象圖
這點“產(chǎn)量”,即使用作科研也顯得捉襟見肘,哪里還談得上用于核聚變?nèi)剂蟻戆l(fā)電呢!
那么,氦-3還會藏在什么地方呢?
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),氦-3在月球上儲量巨大,估計有100萬噸氦-3嵌附在月球表層,只需加熱到合適的溫度,90%以上的氦-3就會釋放出來。
月球基地想象圖
據(jù)估計,每年只需在月球上開采1500噸氦-3就可滿足全世界的能源需求了;整個月球上氦-3的總儲量,大約可供人類使用700年,這是個多么誘人的數(shù)字啊!
氦-3罕見于地球,卻在月球上大量儲存,其主要原因在于,月球作為太陽風(fēng)粒子的收集器,在形成至今的40億年時間里,有2億~5億噸氦-3粒子打在月球表層10~50米深的土壤內(nèi)。
月球表面含有豐富的氦3資源
由于月球自身沒有磁場,才使氦-3粒子能在月壤內(nèi)“安營扎寨”。
相比之下,地球上的氦-3粒子在地球磁場的作用下,沿著地球磁力線慢慢擴散,最終被大氣層“俘獲”而消失。
月球還是“冶煉”氦-3的絕佳場所。
那里的環(huán)境是高真空,低引力(僅為地球引力的1/6),溫度高,溫差大(白天可達130℃,晚上可降到?183℃),正好可將月壤加熱并實施氦-3和氦-4低溫分離。雖然月地路程遙遠,但在月球上開采、加工氦-3,然后將其運回地球發(fā)電,其性價比還是很高的,整個過程耗能和發(fā)電產(chǎn)能之比高達1∶250。
據(jù)計算,飛船一次可從月球運回20噸液化氦-3,幾乎可供應(yīng)美國一年所需的電力用燃料。
如果氦-3能在月球上直接發(fā)電,再輸送回地球,還可省去飛船運輸?shù)馁M用呢!
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