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這種能源建成的核電站,即使鬧市區也沒有問題!可惜都在月球 ...

這種能源建成的核電站,即使鬧市區也沒有問題!可惜都在月球



149年前,1868年8月18日,天文學家發現了“氦”元素。



氦-3是氦的同位素之一。



這種能源建成的核電站,即使鬧市區也沒有問題!可惜都在月球



這種清潔、安全和高效率的未來新能源,為什麼大量存在於月球呢?



氦-3是一種無色、無味、無臭、性質穩定的氦同位素。



1996年,科學家發現氦-3具有作為核聚變燃料的非凡性能。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,產生的放射性物質微乎其微。



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因此,即使將氦-3核電站建在鬧市區內也是安全的。



可惜的是,氦-3在地球上卻難覓蹤影。



據估算,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。這點“產量”,即使用作科研也顯得捉襟見肘,哪裡還談得上用於核聚變燃料來發電呢!



那麼,氦-3還會藏在什麼地方呢?



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科學家發現,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。據估計,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,這是個多麼誘人的數字啊!



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氦-3罕見於地球,卻在月球上大量儲存,其主要原因在於,月球作為太陽風粒子的收集器,在形成至今的40億年時間裡,有2億~5億噸氦-3粒子打在月球表層10~50米深的土壤內。



由於月球自身沒有磁場,才使氦-3粒子能在月壤內“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。



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月球還是“冶煉”氦-3的絕佳場所。那裡的環境是高真空,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℃),正好可將月壤加熱並實施氦-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,然後將其運回地球發電,其性價比還是很高的,整個過程耗能和發電產能之比高達1∶250。



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據計算,飛船一次可從月球運回20噸液化氦-3,幾乎可供應美國一年所需的電力用燃料。如果氦-3能在月球上直接發電,再輸送回地球,還可省去飛船運輸的費用呢!



作者:吳沅(高級工程師)



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