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氦-3是一种无色、无味、稳定的氦同位素。1996年,科学家发现氦-3作为核聚变燃料具有非凡的性能。以氦-3为燃料的核聚变比以氢为燃料的核聚变更安全、更清洁、更高效、更容易控制,产生的放射性物质非常少。所以氦-3核电站即使建在闹市区,也是安全的。

不幸的是,氦-3在地球上很难找到。据估计,世界上氦-3的总储量不超过100公斤,大部分由核弹头衰变的氚组成。即使加上深海气井和火山气体中氚衰变的氦-3,全世界一年最多也只能得到10 ~ 20公斤。这个“产量”即使用于科研似乎也捉襟见肘,不能用于核聚变燃料发电!

那么,氦-3还会藏在哪里?科学家发现氦-3在月球上储量巨大。据估计,月球表面埋有一百万吨氦-3。通过加热到合适的温度,超过90%的氦-3将被释放。据估计,月球上每年只能开采1500吨氦-3来满足世界的能源需求。整个月球上氦-3的总储量可供人类使用700年左右。多么吸引人的数字!

氦-3在地球上很罕见,但在月球上大量储存。主要原因是月球作为太阳风粒子的收集器,在形成以来的40亿年里,撞击了月球表面10-50米深处土壤中的2-5亿吨氦-3粒子。由于月球本身没有磁场,氦-3粒子可以在月球土壤中“安营扎寨”。相比之下,地球上的氦-3粒子在地球磁场的作用下,沿着地球磁力线慢慢扩散,最终被大气层“俘获”而消失。

月球也是“熔炼”氦-3的绝佳地点。那里的环境是高真空、低重力(只有地球重力的1/6)、高温、大温差(白天可达130,晚上可降至-183),正好可以加热月球土壤,实施氦-3和氦-4的低温分离。虽然从月球到地球的距离很远,但是在月球上开采加工氦-3然后运回地球发电还是很划算的。整个过程的能耗与发电量之比高达1250。据计算,飞船一次可以从月球运送20吨液化氦-3,几乎可以供应美国一年所需电力的燃料。如果氦-3可以直接在月球上发电,然后送回地球,还可以节省飞船运输的成本!

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