http://www.kadhoai.com.cn 2026-05-06 04:09:38 來源:新浪科技
編者語:雖(sui)然(ran)人(ren)類(lei)已(yi)經(jing)對(dui)月(yue)球(qiu)進(jin)行(xing)了(le)很(hen)多(duo)次(ci)探(tan)索(suo),取(qu)得(de)了(le)大(da)量(liang)的(de)數(shu)據(ju),但(dan)要(yao)在(zai)月(yue)球(qiu)上(shang)建(jian)立(li)基(ji)地(di),實(shi)際(ji)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)月(yue)球(qiu)資(zi)源(yuan)和(he)環(huan)境(jing),還(hai)有(you)一(yi)個(ge)漫(man)長(chang)的(de)過(guo)程(cheng)。
北京時間8月16日消息,據報道,由於世界石油價格的持續飛漲,越來越多的國家和組織開始把目光轉向了月球,因為在月球的土壤中含有大量的氦-3。而氦-3這種在地球上很難得到的物質是清潔、安全和高效的核聚變發電燃料,可以提供無毒而且無放射性的能源,因此也被科學家們稱為“完美能源”。
當dang前qian,核he能neng利li用yong主zhu要yao是shi基ji於yu核he裂lie變bian技ji術shu。一yi個ge較jiao大da的de核he子zi分fen裂lie為wei多duo個ge較jiao小xiao的de核he子zi,同tong時shi釋shi放fang出chu巨ju大da能neng量liang。其qi實shi,還hai有you另ling外wai一yi種zhong核he能neng利li用yong技ji術shu,即ji聚ju變bian。聚ju變bian過guo程cheng同tong樣yang會hui釋shi放fang巨ju大da能neng量liang。到dao目mu前qian為wei止zhi,正zheng式shi投tou入ru商shang業ye運yun營ying的de核he子zi聚ju變bian反fan應ying堆dui還hai沒mei有you出chu現xian。但dan是shi,一yi個ge國guo際ji核he聚ju變bian研yan究jiu項xiang目mu已yi經jing在zai法fa國guo卡ka達da拉la舍she開kai始shi實shi施shi,即ji“國際熱核聚變實驗堆”(ITER)。在ITER原形中,核反應其實就是氫的兩種同位素氘和氚的聚變反應。氘和氚聚變反應堆存在許多問題。首先,氚輻射強,危害大;其次,氚是核武器的重要成分之一,必須要謹慎使用;第三,氘和氚聚變反應堆可能會放射出大量的高能中子,造成反應堆的結構性破壞。
因此,傑拉德-庫爾辛斯基和其他科學家都強烈建議,人類應使用非放射性物質氦-3替換氚。使用氦-3的最大好處就是可以最大限度地減少高能中子的數量,同時盡量減小核輻射強度,簡化工程複雜度。既然氦-3具有如此的優越性,為何沒有引起科學家們的重視呢?原因在於,地球上的氦-3非常罕見。僅有的一小部分,也是從核武器中提取出來的副產品。本來,太陽光中含有大量的氦-3。但是,地球磁場卻將這些氦-3粒子拒之門外。月球上卻不會出現如此現象。據估算,在45億年的時間裏,月球總共從太陽光中吸收了一百萬噸到五百萬噸的氦-3物質。月球岩石中,氦-3物質的比例大約為十億分之十到二十。這一數據表明,提取一噸氦-3物質需要數億噸的月球土壤或岩石。但在發電量相同的情況下,使用月球能源氦-3的花費隻是目前核電站發電成本的10%,
氦-3的提取是一個極其複雜的過程。人們首先需要將月球土壤加熱到700攝氏度以上,才可以從中提取到氦-3。庫爾辛斯基計劃利用月球車從月球表麵采集土壤,同時聚焦太陽光能進行加熱提取。當然,整個過程需要付出高昂的代價。由於100噸的核燃料氦-3就可以滿足地球上1整年的能源需求,所以即使月球蘊藏氦-3約為100萬噸,就可滿足全球數千年的電力需要。俄羅斯科學家認為,每燃燒1千克氦—3便可產生19兆瓦的能量,足夠莫斯科市照明用6年多。美國航天專家指出,用航天飛機往返運輸,一次可以運回20噸液化氦-3,足以供應美國一年的電力所需。開發、運送月球上的能源還有很多難題需要解決。比如,要實現月球和地球之間的人、貨(huo)運(yun)輸(shu),首(shou)先(xian)要(yao)有(you)足(zu)夠(gou)大(da)推(tui)力(li)的(de)運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)。另(ling)外(wai),要(yao)在(zai)沒(mei)有(you)大(da)氣(qi)包(bao)裹(guo)的(de)月(yue)球(qiu)表(biao)麵(mian)著(zhe)陸(lu),主(zhu)要(yao)隻(zhi)能(neng)靠(kao)反(fan)推(tui)火(huo)箭(jian)來(lai)緩(huan)衝(chong),如(ru)何(he)保(bao)障(zhang)安(an)全(quan)是(shi)一(yi)個(ge)大(da)難(nan)題(ti)。
氦-3提取成功後如何利用呢?這同樣是一個技術難題。氦-3的燃燒比氫同位素燃燒需要更高的初始能量。這也是ITER為什麼沒有采用氦-3作為燃料的原因。但是,庫爾辛斯基準備采用另一完全不同的技術來實現聚變反應,即所謂的“慣性靜電限製”(IEC)技術。IEC技ji術shu是shi利li用yong電dian場chang將jiang高gao速su運yun動dong的de核he子zi相xiang互hu聚ju合he在zai一yi起qi,可ke以yi有you效xiao限xian製zhi核he子zi外wai泄xie。庫ku爾er辛xin斯si基ji的de核he子zi聚ju變bian反fan應ying僅jin僅jin局ju限xian於yu實shi驗yan室shi原yuan型xing。至zhi少shao到dao目mu前qian之zhi止zhi,采cai用yongIEC技術的核子聚變反應堆,投入的能量遠遠高於產生的能量,實際效益並不高。因此,許多研究者認為,氦-3並不合適作為核子聚變反應的首選燃料。
但是,氦-3有可能成為下一世紀地球的重要能量來源之一。
但科學家們同時也表示,雖(sui)然(ran)人(ren)類(lei)已(yi)經(jing)對(dui)月(yue)球(qiu)進(jin)行(xing)了(le)很(hen)多(duo)次(ci)探(tan)索(suo),取(qu)得(de)了(le)大(da)量(liang)的(de)數(shu)據(ju),但(dan)要(yao)在(zai)月(yue)球(qiu)上(shang)建(jian)立(li)基(ji)地(di),實(shi)際(ji)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)月(yue)球(qiu)資(zi)源(yuan)和(he)環(huan)境(jing),還(hai)有(you)一(yi)個(ge)漫(man)長(chang)的(de)過(guo)程(cheng)。各國科學家正圍繞月球上氦-3的儲量、采掘、提純、運輸及月球環境保護等問題悄然開展相關研究,但認為數之內難以取得突破性進展。