月球上的氦3能夠為人類提供1萬年的能源,為什麼現在不去開採?

2020-12-11 百家號

氦3是氦的同位素之一,它的原子核由兩個質子和一個中子構成。是一種穩定的同位素。

圖:氦3的原子結構

氦3作為一種熱核反應的材料是非常安全的,利用氦3與氘(氫的同位素)進行聚變的產物是沒有放射性的質子,沒有中子的產生(中子束進入人體後,能夠破壞人體細胞組織和中樞神經系統。當人體吸收的中子束達到一定劑量時,會造成人體損傷甚至死亡)。

氦3來源於太陽,太陽風帶著氦3向四周擴散。月球由於沒有大氣所以成為很好的氦3「收集器」,在月球誕生的45億多年的時間裡不停的收集著氦3。所以,月球表面存在著大量的氦3,估計儲量有100萬噸。

按目前的世界能源需求,100噸氦3就能滿足全球的能源所需。按這種算法,足夠人類使用1萬年。按每年所需氦3的數量,只需要發射兩三艘飛船去到月球運載回來就行了。而且在上世紀60年代就能完成的登月計劃,在現在來說更加容易。那麼為什麼不去呢?

圖:月球背面

第一,氦3的開採是困難的。首先要建立一個可以長期居住的、功能完善、可以基本自持的月球基地,然後還要派人上去長期值守,開採並提煉氦3。

第二,核聚變反應的技術尚未研發成功,目前還沒有對這種安全的核燃料的需求。

第三,目前正在研發的核聚變反應堆利用的是氚氘作為聚變材料。而氘在地球上的含量非常豐富,住夠人類用到地球毀滅,按現在的能源消耗量,住夠用上百億年。用於生產氚的鋰的儲量也非常豐富。雖然這種核聚變反應堆會產生大量的核輻射,但防護措施做好也是安全的。

第四,需要的資金量太大。據估算,完成這個計劃需要2500~3000億美元,花費30~40年的時間。

故此,對於一個需大量資金持續數十年投入的、難度很大和現在還沒有需求的項目來說,對資本沒有一點吸引力。

什麼時候去月球開採氦3才具備吸引力呢

由於氦3核聚變反應沒有輻射,所以無需厚重的防護層,可以將反應堆做得較小。這種小型化核聚變反應堆可以用在太空梭、核動力航母、核潛艇等需要小型化核聚變反應堆的場所。

圖:核動力潛艇

圖:構想中的核動力飛船

所以,筆者認為,只有在核聚變反應堆研發成功並大規模商業化運營後,並且在一些需要小型化的核聚變反應堆需求量較大時,月球的氦3才有開採的價值。估計這個時間還需要50年。

相關焦點

  • 月球上氦-3發電能夠供人類用幾萬年,可為什麼沒有人去採集呢?
    關於氦-3這種東西,很了解它的人並不多,實際上它是一種無色無味的氦氣同位素氣體,被公認為一種未來將被廣泛應用的核聚變能源燃料,因為氦-3可以和氫的同位素發生核聚變反應,但是與一般的核聚變反應不同,氦-3在聚變過程中不產生中子,所以放射性小,而且聚變反應過程易於控制,既環保又安全,所以有這種原材料做基礎的話
  • 月球土壤中的秘密:氦-3,用來發電足夠全地球使用1萬年
    因為月球是距離距離地球最近的天體,在人類的歷史上留下無數的傳說,但是人類對於這個天體的了解其實並不深入,數次登月計劃都草草結束,並且人類已經有很長時間沒有登月了,以至於流傳出了「登月造假」的謠言。其實,人類探索月球不只是為了證明航天實力,也有著關乎人類未來的現實意義,在月球上隱藏著一種超級能源,足夠全人類使用一萬年,因此長遠來看,登月能力十分重要。
  • 開採月球上的氦3,對實現可控核聚變有何意義?
    與此同時,隨著地球上資源、能源消耗量的不斷增加,將目光放到其它星體上進行能源資源開採越來越成為一種趨勢,而月球作為距離地球最近的星體,勢必會「近水樓臺先得月」,對月球資源的開發,估計在不久的將來將會成為一種熱潮。
  • 未來誰有權利開採月球?為啥可控核聚變一定要用月球上的氦-3?
    雖然月球上確實蘊藏著許多有價值的物質,但這些稀有的礦藏還不至於讓人類去月球上開採。但有兩種物質卻引起了人們的極大興趣,那就是水和氦。用水作為火箭燃料,或者可作為月球基地的水資源太空旅行是非常昂貴和需要大量資源的項目。
  • 氦3是未來的清潔能源,為什麼地球上很少,而月球上很多? - 艾伯史密斯
    主要是由於地球大氣層和磁場,阻礙了太陽輻射中的氦-3原子到達地球。氦-3是最理想的核聚變清潔能源,不僅釋放能量很高,而且聚變過程沒有中子放出(3He+3He→4He+2(1H),ΔE=12.860MeV),一旦人類商用可控核聚變實現,那麼氦-3將是人類最重要的能源之一。
  • 僅氦3就能發電1萬年
    鄭永春表示,儘管空間站建設已經基本成熟,但其壽命有限且維護成本高,月球是非常理想的中轉站,以及測試各種載人航天技術的訓練場,「如果不進行38萬公裡的演練,我們沒有辦法走向更遙遠的深空」。「月球上的環境比起地球來有很多獨特性,在月球上組裝和發射太空飛行器,利用原地資源生產所需的燃料,將為人類走向深空提供重要支撐。
  • 嫦娥五號去月球挖氦3,美國40年前阿波羅登月,花了多少資金?
    嫦娥五號去月球挖氦3,NASA:美國40年前登月,就耗資250億美元嫦娥五號順利發射吸引了國際上很多學者的關注,美國NASA的專家提醒:美國40年前登月就曾耗資250億美元,也消耗大約40萬勞力,如果現在美國想要再次登月,那麼只需要5年時間和
  • 研究發現,月球上還有比氦3更重要的東西,它將改變未來太空探索
    經過了我國嫦娥五號的採樣返回任務,我們已經了解到了為什麼我們要大力的發展航天科技,為什麼要去往月球?因為月球上有我們未來想要的東西,它就是氦-3,這是氦元素的一種同位素,比氦元素少了一個中子,沒有放射性,它可以取代氘、氚這兩種元素,使得人類更好、更容易、更安全的實現核聚變反應。
  • 1噸相當1500萬噸石油能量,月球氦-3開採要等幾十年?中國超前?
    而從人類發展至今,月球也只有三個國家能夠上去,分別為俄羅斯,美國,中國。雖然在以色列、印度等國都進行過月球登陸,但是最終都是以失敗而告終了。所以說全球有能力登陸月球的第四個國家暫時還未出現,這個可能還需要繼續等待。不過在3月,印度也再次宣布了月球探測器「月船三號」的計劃,在時間上來說又推遲了。
  • 一種稀有能源被發現,隱藏在月球表面,100噸就夠地球人用上萬年
    文/玉濁清一種稀有能源被發現,隱藏在月球表面,100噸就夠地球人用上萬年地球可以說對於人類而言,一直都有著特殊的意義和存在的價值,地球上的資源豐富,土地肥沃,也讓人們看到了大自然的饋贈但是由於人類數量的不斷增長,各國都在努力的發展的過程中,也需要一些資源作為支撐,而人類就不斷的開採地球上的自然資源,最終使地球上的資源越來越稀少,有的自然資源已經少的可憐了,因此也給地球造成了不可磨滅的傷害,為了彌補這種情況,人類就得想別的辦法利用其他的能源來代替。
  • 月球上氦-3發電夠全人類用上萬年,為什麼沒有人運回地球?
    現代的航天發射成本有多高,大家都是知道的,這一來一回,不知道要花多少錢呢?氦3目前是屬於用不到的能源,也無需提前做好準備把它們拉回來,什麼時候用什麼時候去取,在月球那裡,沒人可以搶的到。可控核聚變是人類的能源夢想,現代的核電站都是採用核裂變原理,但核聚變釋放的能量遠遠高於核裂變。目前世界上主要大國都在進行著可控核聚變方面的實驗。2017年7月3日,位於我國安徽合肥的全超導託卡馬克裝置約束等離子體運行的時長超過了100秒,達到了101.2秒,打破了世界紀錄。
  • 嫦娥五號將順利帶回「月亮土」月球挖氦-3現實嗎?科學論證不可能
    而在月球,幾乎沒有大氣,所以太陽風帶的粒子可以安然地落到月球表面,經過日積月累,在月球表面的沙粒、巖石中,氦-3越積越多,成為了月球土壤的重要組成部分。據科學家對月球的探測數據,月球上有高達500萬噸的氦-3儲量,這個數據很是驚人。那麼,氦-3到底有什麼用處呢?
  • 月球上有哪些資源可供開採?
    目前除了各國政府都在規劃發射載人太空船去月球外,一些私有財團也在計劃。有的是為了展示實力,有的單純為了搞研究,但是這樣的世界性「飛船艦隊」離將來去月球上採礦的目標已經越來越近了。那麼,月球上有哪些資源值得開採?
  • 100噸球氦-3是全球一年能源量?嫦娥5號探月,細品氦-3未來
    人類在月球上已經發現月巖中有100多種礦物,僅月球上的氦3最保守估計可供全世界使用1萬年。如何利用,只是時間問題。任何事實,擁有主動權是最好的維護權益的利器。月球資源有目共睹,但不是別人給予。自已動手,豐衣足食。是對資源擁有和分配的最生動的寫照。
  • 月球上到底有什麼?值得如此多國家去探索!
    其實早在上個世紀,人類便開始了對月球的探索計劃。 據不完全統計,從上世紀五十年代到2018年底,人類共發射月球探測器122次,其中僅成功了59次。 看上去成功率很高,接近一半了,但是這其中的投入有多少,你們知道嗎? 以我國的嫦娥一號為例。
  • 嫦娥5號帶回來的氦-3如此強悍,月球會不會被開發成國家級5A景區
    首先這次嫦娥5號能夠從月球上帶回2公斤的月球土壤,已經讓我國成功超越前蘇聯,成為世界第二個帶2公斤以上月球土壤的國家,把歐洲,日本印度之流遠遠甩在身後。也是美國阿波羅計劃,前蘇聯之後,人類首次從月球帶土壤回來。意義十分重大。
  • 月球上的稀有資源,存儲量是地球的100倍,怪不得各國擠破頭的登月!
    中俄美國之所以如此積極地對月球進行探索,是因為在月球的背面存在一種非常稀有的資源,它就是氦-3,這種物質是公認為世界上最高效,最清潔最安全最廉價的燃料。這種高效的能源只需要10噸就可以滿足我國所有人一年的能源需求,100噸就相當於全世界一年的能源總量,可想而知這種物質的重要性了。但是這種物質在地球上的儲存量非常的少,目前人類已知可以取用的氦-3,全球只有500千克左右。
  • 嫦娥5號獨創的打水漂技術,及背後的終極使命:帶回「氦-3」!
    這其中,嫦娥5號背後還有一個秘密任務,那就是為人類尋找可供地球使用萬年的「完美清潔能源」。 嫦娥五號探測器,是由中國空間技術研究院(中國航天科技集團五院)研製的中國首個實施無人月面取樣返回的太空飛行器,全重8.2噸,由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個部分組成。
  • 如果說月球是地球的一部分,月球有大量的氦3,地球為什麼沒有?
    說起這個問題要先說一下太陽,太陽核心進行著劇烈的核聚變,形成新物質的(氦)的同時不斷向外噴發能量,因此導致部分帶電粒子脫離太陽,能夠吹拂太陽周圍100多天文單位的範圍。太陽由於核聚變活動,氫聚變變成氦,其中一部分氦就是氦的同位素氦-3。
  • 月球上到底有什麼寶貝讓人如此著迷?
    「月球上的環境比起地球來有很多獨特性,在月球上組裝和發射太空飛行器,利用原地資源生產所需的燃料,將為人類走向深空提供重要支撐。因此,先建月球基地,再從月球發射太空飛行器到火星,是具有現實可行性的選擇。」鄭永春說。龐之浩補充道, 據一份報告稱,如果將月球作為載人前往火星的踏腳石,每年能夠為其節省大約100億美元的開支。