氦3

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中国月球探测计划首席科学家欧阳自远透露

据新华社电中国科学院院士、中国月球探测计划首席科学家欧阳自远在第36届世界空间科学大会上作题为“中国探月计划”的科普报告时透露,月球上的氦-3在土壤里大概有100万—500万吨,这将是人类社会长期稳定、安全、清洁、廉价的可控核聚变的能源原料,可供人类上万年的能源需求

“对于地球的人类来说,能源的问题完全不值得悲观。因为月球上的氦-3能释放出巨大的能量,产生氦-4。而且氦-3是稳定的,没有放射性。”欧阳自远说,地球给予人类的资源极其有限,一定要有新的方案来解决地球长期需要的能源问题。

欧阳自远说,现在深空探测第一个重点是月球探测。因为月球与地球建立了一个非常清晰的监视基地,又是人类科学研究的基地,也可以说是一个新的军事平台,也是深空探测的前哨站和转运站。此外,月球的资源和能源的开发利用前景,也将为我们人类社会的可持续发展发挥重大的支撑作用。

据了解,目前已有16个国家联合起来建设国际空间站,大约在2016年建成。它的规模不是很大,大约可供6人至7人工作,可以进行一系列科学实验。

欧阳自远说,研究发现,月球表面土壤中富含大量的氦3,初步估计有上百万吨。目前科学家正在利用氘-氚建立核聚变实验堆,而利用氘-氦3参与的核聚变发电向人类提供能源,是科学家目前正在研究的课题。作为核聚变中必不可少、安全的核聚变燃料,氦3在地球上分布极少,“可以说基本上没有”。在核聚变发电商业化的前提下,如果能够解决将氦3运回地球这一问题的话,8吨的氦3可解决全中国一年的能源供应总量。月球上百万吨的氦3为全人类提供几千年的能源是没有问题的。

“但目前这仅是个思路而已,要实现可能要等三五十年,甚至更长的时间。”欧阳自远说

美俄宇宙探索进行的“太空争夺”鏖战正酣。日前俄罗斯科学家夸下海口,宣称下一步要把发电厂搬上月球。俄罗斯太空能源机构领导人谢瓦斯季亚诺夫表示,月球含有丰富的“氦3”元素,如果能在月球建造发电厂,将令地球有数千年源源不绝的电力。

“阿波罗”号航天员在1969年发现月球上有“氦3”,但到1986年科学家才确定“氦3”是一个能源宝库。氦常用于气球及飞船,“氦3”为其同位素。这种“完美能源”生产电力时不但功率高,而且甚少产生放射性废物。此外,“氦3”也适合作为航天飞机和星际飞行器的能源,“氦3”火箭所需的防辐射保护较少,有助减轻机身重量。可惜地球只有几百磅的“氦3”,大部分是生产核武时的副产品。

科学家估计,月球上有100万吨的“氦3”,足够地球数千年的需要。美国太空研究人员也认为,一船“氦3”(约25吨)提供的电力,足以供应整个美国一年的需求。

谢瓦斯季亚诺夫表示,他可以用能源需求打消很多人对探索太空巨额花费的质疑。“我现在可以响应:太空开发将有助我们在月球建立一个基地,探索新的能源。”他在26日说。

不过“氦3”也已引起美国科学家的兴趣。威斯康星大学的核聚变科技研究所总监库尔先斯基认为,“氦3”是未来太空开发计划的重点。库尔先斯基形容,“氦3”是月球的金矿,他以油价作标准,估计月球上的“氦3”每吨约值40亿美元。他说:“当月球变成一个独立国家,它有条件进行贸易。”

有分析人士认为,美俄也可能考虑在一部分月球计划中进行合作。俄罗斯航空航天局近日也曾宣布,他们收到NASA的“邀请函”,希望美俄共同参与新一轮登月计划。

在月球探索过程中,俄罗斯从未有一丝懈怠。早在美国总统布什2004年宣布“新太空计划”时,一位俄太空专家立刻表示,俄罗斯10年内能送人类上火星。

对于人类文明来说所面临的重大问题之一就是能源短缺。世界能源专家对此作出分析:许多发达国家都已看好几种核能源的开发,而这其中最有前途的一种就是氦反应堆。美国已经将氦反应堆列入下一代能源发展计划,而继承了苏联核物理学衣钵的俄罗斯在这方面

做得要比其它国家更为成功。因而美国提议同俄罗斯联合开发氦能源。在2012到2015年期间,两国将建成具有4个模块的氦反应堆并投入运转。它所产生的热量将可以达600兆瓦特,发电量将达285兆瓦特,据估计将在长达60年的时间内为人们提供电力能源。

能源危机:威胁人类明天的明天

从1973年以来,人类已向地球索取了5000亿桶(约合800亿吨)石油,按照现在的开采速度,全世界的石油只能再满足人类44年的需求,而天然气还能持续开采63年;抛开核能发电潜藏的核污染危险不言,其主要原料铀的地球探明储量也仅够维持72年之用;水能开发几近极限;风能、太阳能无法形成规模……百年之后,人类将何以为继?

与此同时,被现代人类“剥削”的地球也在以自己的方式报复着人类,飓风山洪、地震海啸,给人类带来了巨大的物质损失和心灵创伤。然而与生态气候所遭受的破坏相比,能源衰竭受到了更为广泛和急迫的关注。当今的能源问题不但决定了一个国家的强弱、甚至可以说是左右全球的经济发展的标尺。

丰富的氦能源:人类的新希望

斗转星移,沧海桑田,19世纪末一种新的能源闯入了科学家研究的视野。大自然最终在人类响亮的喊出“芝麻开门”声后为我们展示了热核聚变的神奇魔力,而这种物质就是陪伴我们许久却不被熟知的氦元素。

氦是宇宙中储备量第二的物质(储量第一是氢)。虽然在地球上氦的数量非常少,大概每千克物质只含0.003毫克的氦,但是整个宇宙23%由氦组成。地球上的氦大多存在于花岗岩中,这是由于氦是铀和其它放射性物质衰退的产物,氦同时也是太阳的主要组成物质。

宇宙中离我们最近的星体月球富含完美能源-氦的同位素“氦3”。它发电量惊人、无污染、而且几乎没有放射性副产品,只可惜地球只有几百磅的“氦3”,大部分是生产核武时的副产品。

科学家估计,月球上有100万吨的“氦3”,足够地球数千年的需要。美国太空研究人员也估计,一飞船运载“氦3”(约25吨)提供的电力,足以供应整个美国一年的需求。而如果以目前的油价作为标准,月球上的“氦3”每吨约值40亿美元!

有俄罗斯科学家已夸下海口,下一步要把发电厂搬上月球。俄罗斯太空能源机构领导人谢瓦斯季亚诺夫日前表示,月球含有丰富的“氦3”元素,如果能在月球建造发电厂,将令地球有数千年源源不绝的电力。

很多科研人员视“氦3”为21世纪的完美能源,它发电量惊人、无污染、而且几乎没有放射性副产品,只可惜地球只有几百磅的“氦3”,大部分是生产核武时的副产品。

美国威斯康星大学的核聚变科技研究所总监库尔先斯基也认为,“氦3”是未来太空开发计划的重点。库尔先斯基形容,“氦3”是月球的金矿,他以油价作标准,估计月球上的“氦3”每吨约值40亿美元。他说:“当月球变成一个独立国家,它有条件进行贸易。”

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