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核聚變發電燃料 月球“氦-3”有望滿足人類能源供應

發布時間:2011年5月11日 來源:中國能源報

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美國前宇航員哈里森·施密特認為人類應重返月球開發氦-3。

 
  月球上擁有豐富的資源,如果地球能加以利用,能源問題或能得到有效解決。最近,美國前宇航員、阿波羅17號登月者哈里森·施密特就公開表示希望推進月球資源的開發,特別是氦-3。氦-3是一種目前世界公認的高效、清潔、安全、廉價的核聚變發電燃料。地球上這種資源稀少,儲量總共不超過幾百公斤,月球上儲量很豐富。


  哈里森·施密特最近在一次石油大會上提出了這一想法,哈里森·施密特在1972年12月11日作為阿波羅17號宇宙飛船的成員登上月球,在月球表面探測到氦-3。從月球采集的礦石樣本顯示,其中含有豐富的氦-3。美國行星地質研究所地球與行星科學部主任勞倫斯·泰勒曾表示:“與地球相比,月球有著儲量驚人的氦-3。氦-3是氦的同位素,含有兩個質子和一個中子,與氫的同位素氘相結合所產生的核聚變反應能產生非常高的溫度,并釋放出巨大能量,聚變過程中不產生中子,所以放射性小,而且反應過程易于控制,既環保又安全。”科學家認為,月球上氦-3大量存在于太陽噴射出來的高能粒子流——太陽風中,而月球幾乎沒有大氣,太陽風可直接抵達月球表面,它里面的氦-3也就大量“沉積”在月球表面,混雜于土壤和巖石之中。要利用這一資源就必須進行提煉,例如,要從巖石中提煉氦-3,就要把巖石加熱到800攝氏度以上。 

 

  哈里森·施密特表示,作為核聚變核電站的燃料,氦-3堪稱完美,因為它所產生的放射性核廢料幾乎可以忽略,它與現有核反應堆體系都不同。反應堆運作時所產生的溫度相比其他核聚變反應堆會更高,但是因為核泄漏而產生環境污染的可能性幾乎為零。100公斤氦-3就能提供充足燃料,這一核聚變一年所產生的發電量將達到1000兆瓦。在月球地表3米處,方圓2平方公里處,人們就完全可以獲得這100公斤的氦-3。它所產生的價值將達到1.4億美元。


  哈里森·施密特認為,氦-3在美國示范電廠作為核聚變的燃料,這一過程的花費將達到50億美元,另外將氦-3運用在重載火箭上,這一造價也將達到50億美元。而在月球上開采氦-3的成本將達到25億美元。另外,要實現這些計劃,其運營費用估計將達到25億美元,因此整個設想的總花費將是150億美元。另外,其實氦-3也是一種理想的火箭燃料。它能產生強大動力,從而縮短人類去往火星途中暴露在放射性太空中的時間。


  對此,有專家表示,從經濟角度考慮,由于現在地球能源資源儲量有下降趨勢,地球的能源產出能否滿足能源增長高需求,目前還不確定。但是阿波羅登月發現月球上有人類希望的清潔、安全、高效、無污染的氦-3,且儲量估計達100萬到500萬噸,如果保守估計,開發出100萬噸氦-3就能夠保證地球能源使用一萬年。


  據悉,月球上有月海22個,最大的面積約為500萬平方公里。月球表面不存在液態水,所謂月海實際上是廣闊平原和平地。據估算,月巖蘊藏著碳鐵資源量超過100萬噸,在已經發現的月巖多種礦物中很多都是地球稀有礦物,月球表面的月壤還含有大量的氦-3。有科學家大膽預測,月球可以為人類提供上萬年的可控核聚變原料,而幾十年后人類就可以進行開發利用。一位日本科學家甚至提出,在月球赤道上鋪設寬度為400公里的太陽能電池板,月球上豐富的太陽能就可以為地球提供源源不斷地清潔能源。


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