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月球上的He-3

2019-10-11 太阳系

月球上的 He-3
月球表面富含地球上没有的能源氦-3(He-3),它是核聚变反应堆理想的燃料,可提供便宜、无毒、无放射性的能源。
当日射微粒流吹袭月球表面时,氦-3 就开始在粉末状的土层中沉积下来。流星击中月球时,土层溅起再均匀地洒落。几十亿年后,月球表面几米深的土层已遍布氦-3。科学家于 1939 年发现氦-3,迄今也只收集到几百磅,主要取自核武器制造过程中产生的副产品。1969 年,执行“阿波罗”登月计划的宇航员在月球上发现了氦-3。氦-3 由于燃烧效率极高,又不产生放射性污染物,被认为是 21 世纪的理想燃料。这种物质在地球上极其稀有,月球上却比比皆是。
氚和氘作为第一代核燃料,被广泛应用于热核反应堆。与氦-3 相比,氚和氘的发电效率相当低。而且百分之八十的燃烧能量以放射性中子的形式释放出来,加重了安全隐患。如果用氦-3 和氘发电,产生的放射性物质微乎其微,把核电站建在闹市区也无需担心。无辐射的优点还使氦-3 成为航天飞机的理想燃料,去掉防辐射层的舱体重量减轻,增加了有效负荷。
地球人口预计到 2050 年将膨胀到 120 亿,能源紧张的矛盾日益凸显。据估计,月球上的氦-3 储量约在 100 万吨,可供人类使用几千年。用航天飞机运载 25 吨氦-3 回地球,可以满足美国一年的能源需求。按石油的燃烧效率计算,一吨氦-3 价值 40 亿美元。
由于美国航宇局的试验还很不成熟,提炼氦-3缺乏可行性。以目前的方法提炼 70 吨氦-3,要把 100 万吨月球土壤加热至摄氏 800 度。科学家反对掠夺性开采月球,希望以月球作为跳板,到土星和天王星的大气层中采集氦-3。从而建立太空加油站,实现人类星际旅行的梦想。