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氦-3的未来新能源

① 氦-3是一种清洁、安全和高效率的核融合发电燃料。开发利用月球土壤中的氦-3将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。

② 氦-3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子。它有许多特殊的性质。根据稀释制冷理论,当氦-3和氦-4以一定的比例相混合后,温度可以降低到无限接近绝对零度。在温度达到2.18k以下的时候,液体状态的氦-3还会出现“超流”现象,即没有黏滞伍纯性,它甚至可以从盛放它的杯子中“爬”出去。然而,当前氦-3最被人重视的特性还是它作为能源的潜力。氦-3可以和氢的同位素发生核聚变反应,但是与一般的核聚变反应不同,氦-3在聚变过程中不产生中子腔绝咐,所以放射性小,而且反应过程易于控制,既环保又安全,但是地球上氦-3的储量总共不超过几百公斤,难以满足人类的需要。科学家发现,虽然地球上氦-3的储量非常少,但是在月球上,它的储量却是非常可观的。

③ 氦大部分集中在颗粒小于50微米的富含钛铁矿的月壤中。估计整个月球可提供71.5万吨氦-3。这些氦-3所能产生的电能,相当于1985年美国发电量的4万倍,考虑到月壤的开采、排气、同位素分离和运回地球的成本,氦-3的能源偿还比估计可达250。这个偿还比和铀235生产核燃料(偿还比约20)及地球上煤矿开采(偿还比不到16)相比,是相当有利的。此外,从月壤中提取1吨氦-3,还可以得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳。这些副产品对维持月球永久基地来说,也是必要的。俄罗斯科学家加利莫夫认为,每年人类只需发射2到3艘载重100吨的宇宙飞船,从月球上运回的氦-3即可供全人类作为替代能源使用1年,而它的运输费用只相当于如今核能发电的几十分之一。据加利莫夫宏陪介绍,如果人类如今就开始着手实施从月球开采氦-3的计划,大约30年到40年后,人类将实现月球氦-3的实地开采并将其运回地面,该计划总似的费用将在2500亿到3000亿美元之间。

氦-3的未来新能源