月球“氦-3”有望满足人类能源供应（每日分享）

来源：http://energy.people.com.cn/GB/14618291.html人民网

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美国前宇航员哈里森·施密特认为人类应重返月球开发氦-3。

　　月球上拥有丰富的资源，如果地球能加以利用，能源问题或能得到有效解决。最近，美国前宇航员、阿波罗17号登月者哈里森·施密特就公开表示希望推进月球资源的开发，特别是氦-3。氦-3是一种目前世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。地球上这种资源稀少，储量总共不超过几百公斤，月球上储量很丰富。
　　哈里森·施密特最近在一次石油大会上提出了这一想法，哈里森·施密特在1972年12月11日作为阿波罗17号宇宙飞船的成员登上月球，在月球表面探测到氦-3。从月球采集的矿石样本显示，其中含有丰富的氦-3。美国行星地质研究所地球与行星科学部主任劳伦斯·泰勒曾表示：“与地球相比，月球有着储量惊人的氦-3。氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子，与氢的同位素氘相结合所产生的核聚变反应能产生非常高的温度，并释放出巨大能量，聚变过程中不产生中子，所以放射性小，而且反应过程易于控制，既环保又安全。”科学家认为，月球上氦-3大量存在于太阳喷射出来的高能粒子流——太阳风中，而月球几乎没有大气，太阳风可直接抵达月球表面，它里面的氦-3也就大量“沉积”在月球表面，混杂于土壤和岩石之中。要利用这一资源就必须进行提炼，例如，要从岩石中提炼氦-3，就要把岩石加热到800摄氏度以上。
　　哈里森·施密特表示，作为核聚变核电站的燃料，氦-3堪称完美，因为它所产生的放射性核废料几乎可以忽略，它与现有核反应堆体系都不同。反应堆运作时所产生的温度相比其他核聚变反应堆会更高，但是因为核泄漏而产生环境污染的可能性几乎为零。100公斤氦-3就能提供充足燃料，这一核聚变一年所产生的发电量将达到1000兆瓦。在月球地表3米处，方圆2平方公里处，人们就完全可以获得这100公斤的氦-3。它所产生的价值将达到1.4亿美元。
　　哈里森·施密特认为，氦-3在美国示范电厂作为核聚变的燃料，这一过程的花费将达到50亿美元，另外将氦-3运用在重载火箭上，这一造价也将达到50亿美元。而在月球上开采氦-3的成本将达到25亿美元。另外，要实现这些计划，其运营费用估计将达到25亿美元，因此整个设想的总花费将是150亿美元。另外，其实氦-3也是一种理想的火箭燃料。它能产生强大动力，从而缩短人类去往火星途中暴露在放射性太空中的时间。
　　对此，有专家表示，从经济角度考虑，由于现在地球能源资源储量有下降趋势，地球的能源产出能否满足能源增长高需求，目前还不确定。但是阿波罗登月发现月球上有人类希望的清洁、安全、高效、无污染的氦-3，且储量估计达100万到500万吨，如果保守估计，开发出100万吨氦-3就能够保证地球能源使用一万年。
　　据悉，月球上有月海22个，最大的面积约为500万平方公里。月球表面不存在液态水，所谓月海实际上是广阔平原和平地。据估算，月岩蕴藏着碳铁资源量超过100万吨，在已经发现的月岩多种矿物中很多都是地球稀有矿物，月球表面的月壤还含有大量的氦-3。有科学家大胆预测，月球可以为人类提供上万年的可控核聚变原料，而几十年后人类就可以进行开发利用。一位日本科学家甚至提出，在月球赤道上铺设宽度为400公里的太阳能电池板，月球上丰富的太阳能就可以为地球提供源源不断地清洁能源。

150亿美元，不算太多，大国都可以负担的。

拜托,氘氚可控核聚变都不能得失相当,还YY什么氦3

不过，如果今后氦三可以进行热核发电了，
建议将核电站直接建在月球上，把电力传输过来即可，
这是今后月球对于人类的最主要的意义，而不是把月球改造成地球。

第一，连受控核聚变都是遥遥无期的事情，居然就讨论起给聚变反应堆吃细粮的问题。。。。
第二，氦3是太阳风带来的，只有月壤表面几十微米厚度的表层有，这种含量，以目前的技术水平，我个人对他的开采成本估价表示怀疑。

回复 5# wandazui


    氦三聚变的防护条件要求较少，一旦热核反应可控，氦三将是主要的燃料，这点不要怀疑，是全球核物理学家的共识。

    目前热核聚变已经可控，只是如何提高反应时间连续输出能量和提高能量产出率的问题，其他问题基本没有大障碍了。

    本世纪中叶就可以转向民用，所以各国都在竞相登月，为以后在月球资源上增加话语权而已。

    以后的能源战场将在月球上展开，只有能登月的国家才有话语权，目前看来美、俄、欧、中都有载人登月的完整技术体系。

随着火星探索的逐步深入，慢慢的各国会对火星将会失去不少兴趣。
而月球将会重登舞台，是本世纪太空发展的最重要目标。
当然怕就怕一旦氦三易于开采的话，各国会竞相滥采、浓缩、储存，倒霉的是穷国弱国。
从技术和国家纵深的角度来看，美、欧、中、俄将是月球资源盛宴的主要玩家。
当然印度、巴西、日本、韩国也能分到点渣渣。

当然，比氦3-氘更有前途的是氘-氘反应，虽然条件十分苛刻，地球环境需要上亿度高温
但是地球上的海洋里有52万亿吨氘，即便只能提取10%，也够目前人类用到宇宙崩溃了。
氘-氚反应因为温度要求低，是目前被广泛用于研究的反应，氘的含量丰富，
氚虽然很少，但可通过中子与锂原子核反应制得，锂元素的丰度地球上排在前30。
所以美国人直接上更大规模的国家点火装置，挑战恒星温度极限，目前能达到2700万度。
目前日本的JT-60进行的氘-氘聚变，换算成氘-氚反应能量增益因子Q值达到惊人的1.25，有25%的能量正输出。

回复 8# sonic5188

激光聚变我知道，最后那句有资料来源吗？

来源你问他们人民网（此挂号补充回帖字数ing）

回复 10# cuicanxingkong

我不是在问你啊

回复 6# sonic5188


    考虑到可怜的热电转换效率,光得失相当是不够,至少输出能量到输入的3倍以上才够商业化...

回复 9# gohomeman1


    英文维基里面有en.wikipedia.org/wiki/JT-60

    In fusion terminology JT-60 achieved conditions which in D-T would have provided Q = 1.25

    但是要作为商用核聚变反应堆的话，Q的值要大于5才行，而且显然规模要比JT-60来的大，JT-60只有2万千瓦的功率。

    09年日本的JT－60进行了氘-氘反应实验，换算到氘-氚反应，Q值可以达到1.25。尽管氘-氘反应是不能实用的。

回复 8# sonic5188


    应该说短期内最有前途的只有D-T反应,点火条件低,能量释放大,从图上可以看到D-D的点火条件甚至比D-He3还恶心,它恰恰是最没前途的,虽然氘储量很高,但有D-T的竞争,D-D是无出头之日的,地球上锂的储量也不少,至于D-He3,至少在月地间运输的成本明显下降到比现在近地轨道运输还低之前,在地球上是没希望的,当然可以做为未来月球基地的主力能源

D-He3的最大优势是无中子,但中子也未必是坏事,以后D-T聚变实用化后,完全可以考虑在堆壁上增加U238,Th232,Li6进行燃料增殖

更远的话,也许还有H-Li6,D-Li6,D-Be9,H-B11之类的组合可以考虑,它们都是无中子反应,而且有些可以不用任何罕见同位素,只是点火条件更加苛刻

回复 14# gliese581


    我不是说了吗，氦3前期可以运到地球上来发电(电影《月球》)，后期直接在月球上建核聚变电站，能量通过微波传回地球。

    D-D是有点苛刻，近期不考虑，但是也就是10亿K，现在已经能达到1亿K了，未来主要靠这个，可以用至少上亿年。。。

    JT－60就是50keV的，理论上能达到上亿度高温，国家点火装置设计目标也能达到，只是目前实验只到2700万K。

    不过从发电量上来看，还是近日轨道空间太阳能电站是终极装备，只需要无数的高效太阳能面板(东南大学开发的黑体)。

回复 17# sonic5188


    我不是说了吗,在月地间运输的成本明显下降到比现在近地轨道运输还低之前不用考虑,至于微波输电,算过衰减吗,浪费掉多少能量?

回复 17# sonic5188


    真能到足够高的点火温度,还不如考虑H-Li6,H-B11...

回复 18# gliese581


    你想得太复杂了，氦三浓缩后运回来，直接在月球上制造1吨左右的返回舱即可，发射能量极低，地球上等回收就是了。

    但是一开始，也就是以后30年内的登月，浓缩氦三还是要把月壤带回地球的。