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?

2020-11-25 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。

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