月球能源和氦的同位素

月球能源和氦的同位素


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2017-01-24 编辑:xuzhiping 浏览次数: 4822

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摘要: 1969年7月20日是一个值得纪念的日子。这一天,美国的“阿波罗11号”宇宙飞船成功地登上了月球。阿姆斯特朗等宇航员在月球上进行了各种考察,并且采回了68千克的月球岩石和土壤标本。 科学家通过对月球上采回的岩石、土壤标本的分析研究发现,其中除含有氧、硅、镁、铁...

1969年7月20日是一个值得纪念的日子。这一天,美国的“阿波罗11号”宇宙飞船成功地登上了月球。阿姆斯特朗等宇航员在月球上进行了各种考察,并且采回了68千克的月球岩石和土壤标本。

科学家通过对月球上采回的岩石、土壤标本的分析研究发现,其中除含有氧、硅、镁、铁、钙、铝、镍、硫、钛、铬等元素以外,还含有一种氦的同位素,氦-3。

氦有两种同位素,即氦-4和氦-3。

氦-3在地球上的分布十分稀少,总量仅为15~20吨。但它却是十分有用的东西,它是核聚变反应的重要原料。例如:

这些核聚变反应可以释放出巨大的能量。因此氦-3是极为宝贵的核能源。现在从月球土壤标本中发现了大量的氦-3,这令科学家们惊喜万分。据推测,月球上氦-3的总存储量超过 100万~500万吨。

当然,从月球上开采氦-3再运回地球要花费大量的人力和物力。但是通过科学的成本核算,科学家认为还是可行的。例如,地球上采煤的能量消耗与获得能量之比约为1:16,开采石油的能量消耗与获得能量之比为1:20,而到月球上去开采、加工和运回氦-3,其能量消耗与获得能量之比也不过1:25,因此这仍是相当合算的。

有人估计,建一个50万千瓦的核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅为50千克。如从月球上开采并运回20~25吨液化氦-3用于发电,可供美国一年的电力,其价值约为500亿~600亿美元。月球上的氦-3总储量如以300万吨计,可供美国使用10多万年。

应用氦-3聚变反应发电还有许多其他优点。首先,它的放射性很弱,因此使用时基本上不会产生伤害人体的辐射能;其次,氦聚变反应比铀裂变、氢聚变反应安全;第三,氦-3聚变反应所产生的核废料比较容易处理,不污染环境。

但是,人类对有控的核聚变反应毕竟还缺少实践,因此从月球上采集氦-3作为地球上人类的能源使用,尚有待深人研究以后再作出科学的结论。

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