有史以来最理想的核燃料——氦3_氙气_1-丁炔_氧18_新戊烷

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有史以来最理想的核燃料——氦3

2022-07-20

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近几年我国的探月工程举世瞩目，探月工程的一个重要目标是开发月球新能源——“氦-3”。

氦-3，是氦的同位素之一，比我们用来填充气球的氦-4少一个中子。

据科学统计表明，按照全人类现有的能源消耗水平，只需要一百吨氦-3就可以满足全球一年的能源供应。但是按照人类现有的技术水平，能在地球上开采的氦-3连一吨都没有，于是各个航天大国都把目光瞄准了月球。

科学研究表明，从太阳上层产生的太阳风中包含了4%的氦，其中氦-3与氦-4的比例大约1:2000。

不同于地球的环境，月球没有磁场与大气层，所以这些氦-3可以直达月表，最后保留在月壤中。

经过近46亿年的日积月累，月球地壳的浅层内至少含有上百万吨氦-3，按现有全球能源消耗估算，足够满足人类上万年的能源消耗。

用氦-3作为核燃料具有很多优点：

1、氦-3不具有放射性，所以比起现在用于核聚变的氚以及核裂变的铀与钚来说，它更容易储存运输，不会对环境造成污染，是一种清洁能源。

2、虽然氦-3+氘模式相较于氘+氘模式和氘+氚模式核聚变需要更高的反应温度，但是现有的激光加热技术与磁力约束技术完全可以实现氦-3的核试验，不需要进行大量新技术的开发。

3、氦-3核聚变可以跳过热量转化，直接转变成电能。传统核裂变式发电厂，需要通过核裂变产生热量，然后加热水，通过水蒸气来推动蒸汽轮机产生机械能，最后传递到发电机产生电能，这个过程中每一步都会造成能量损失，其中仅水蒸气推动蒸汽轮机造成的能量损失就达到60%以上。而氦-3+氘模式的核聚变可以直接产生质子，然后直接转变成电能，由于没有热力转换，它的能量转化效率可能接近70%。

4、氦-3与氦-3在聚变过程中不产生中子，不会造成放射性污染，而且由于中子呈电中性，现有的磁约束对中子是无可奈何的，所以对现有的氢同位素聚变来说氦-3聚变对聚变设施要求更低，反应更容易控制。

科学家认为，氦-3聚变技术与氢核聚变技术类似，在2050年前可以基本成熟，6g氦-3与相应的氘进行核聚变反应产生的电量接近400吨煤的发电量，巨大的能量收益在能源问题日益突出的今天显得格外亮眼，可以说哪个国家掌握了氦-3，哪个国家就站在了未来的制高点。

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