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1 # 材料科學分析
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2 # 經常用了
月球表面上的這些資源,夠人類用幾萬年,誰能先開採到?
最近,國外科學家的一項研究指出:2050年的時候,人類對於能源的需求量,將比現在提高1/4。
這個數字本身已經讓人驚訝了,但是做出這項研究的科學家指出:這還只是樂觀的情況。如果溫室氣體的排放得到了有效的控制,還有望控制到這裡。如果全球變暖得不到改善,能源的需求量或將比現在提升60%!
這就非常恐怖了,地球上的資源本就日漸枯竭。如果人類不找到替代品,能源的殆盡將是限制人類發展的最大絆腳石。
於是,人們開始把目光對準了地球以外,比如月球。
在月球上,科學家已經檢測出了非常重要的資源,那就是氦-3。
我們知道,氦是元素週期表裡的第二號元素,通常擁有兩個質子和兩個中子。不過,在自然界,氦還有一種同位素,那就是擁有兩個質子和三個中子的氦-3,也就是說,它比普通的氦多了一箇中子。
氦-3多出來的這個中子,有著非常重要的意義。這個中子讓它可以變身成為核聚變的燃料,在核聚變反應堆裡提供大量的能量。也就是說,我們可以利用氦-3作為燃料的核電站,提供大量的能源。
目前,核電站雖然不是什麼新鮮事了,但目前來說主要還是核裂變電站,其原理就是原子彈的原理,而核聚變的原理是氫彈或者太陽的反應本質,由此可見,二者之間的差距有多大。另外,從安全性方面來講,聚變核電站和裂變核電站也有著非常明顯的差別,前者比後者要安全得多。甚至有人說,即使是在鬧市區建立核聚變電站,都不會有太大危險。這也是可以理解的,因為氦-3和氘的核聚變,只會產生質子。質子和中子不同,沒有輻射的能力。
科學家指出:1座10億瓦火力的火力發電站,每天就需要100節火車送來10000噸煤。僅僅這個過程,就消耗了大量的能量。而如果是用氘-氚燃料的核電站,每天只需要1公斤燃料就可以達到同樣的效果。同樣的,氦-3的發電能力,同樣也是非常驚人的。僅僅是100噸氦-3的聚變,就足夠人類一年的能源需求。
然而,氦-3資源好處雖然多,卻有一個缺點:少。全地球易開採的氦-3資源,甚至都不到1噸。
當科學家探索月球的時候,驚訝地發現:這裡的氦-3資源簡直多得“令人髮指”,足足有100萬噸!也就是說,其儲量達到了地球的幾百萬倍。
那麼,人類是否可以開採這些氦-3資源呢?
理論上來說,還是可以的。科學家已經研究了相關的流程,需要將月球的土壤加溫到大約700攝氏度,然後進行開採。而月球上的引力又低,對於人類開採氦-3資源來說也是個好訊息。
當然,這不代表人類就能馬上利用這些資源了。首先人類需要相關的裝置投放到月球上,然後還需要往返運輸,這些對於目前的我們來說還是心有餘而力不足的。開採氦-3資源的事,至少要在人類重新登陸月球之後,才有可能實現。
根據目前聯合國的規定,太空是全人類的財富,並不會限制哪個國家可以開採、哪個國家不可以開採。因此,儘快開發出相關的技術,把氦-3資源帶回地球,對於每一個國家來說,也是未來某個時刻科技競爭的風口浪尖之一。如果能夠獲得這樣寶貴資源的開採能力,對於一個國家來說,無疑是走上世界巔峰的絕好機會!
月球風化層可被燒成磚塊,提煉貴金屬,或精煉成燃料和做成太陽能電池板。以下內容可供參考:
1. 矽
地球上矽的含量豐富,但是也不是不需要了。未來的月球住民可以在月球上開採並提煉矽,製作半導體,生產太陽能電池板,自給自足。月球上20%的塵土都是矽。
2. 稀土
稀土元素 - 在混合動力汽車電池和電話等技術中使用的17種高導電金屬 - 在地球上很稀缺。月球富含鉀和磷,可以化合容納很好的稀土礦。
3. 鈦
在月球表面的玄武岩中,強大而輕盈的鈦形成了高達8%的月亮汙垢。它主要存在於含有鐵和氧的礦物——鈦鐵礦中,因此精製出來,可以造其他物品。
4. 鋁
月球高地 - 那些白色區域 - 充滿了鋁,這是建築物、飛機和醫療裝置中使用的另一種輕質和堅固的材料。在這些蒼白的地方,鋁佔風化層的10%至18%。
5. 水
如果月球兩側的所有陰影地區都有南部Cabeus隕石坑那麼多的冰,那麼定居者可以開採出約29億公噸的水用於飲用和耕作。如果將它們分成氫氣和氧氣,也可能成為飛往火星的火箭的燃料。
6. 貴金屬
我們不知道月球中有多少鉑族元素,但是一批新的著陸器可能會找到它們。這些金屬是優良的導體,也是非反應性的,這使它們成為電子植入物等裝置的理想選擇。
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3 # 紫曉天宜
月球上人類夢寐以求的核原料氦3物資,這種核原料可以產生核聚變,產生的無害能源夠地球用一萬年左右,誰先佔有月球,誰就優先使用這種超級能源。
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4 # 乙九丁
當然。人類不僅需要各種金屬礦石,非金屬礦也有不少用處,蓋房子所用的塊石、混凝土所用的碎石和砂子,就是用量很大的普通非金屬礦。
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5 # 軍機處留級生
月球土壤中含有大量不同尋常的氦。它被稱為氦-3,是氣體的一種輕質同位素。
先前在地球上發現的少量氦-3引起了科學界的興趣。氦-3獨特的原子結構使其有可能用作核聚變的燃料,核聚變是為太陽提供能量的過程,可以產生大量電能,而不會產生傳統核反應堆中產生的有害的放射性副產品。當然,從月球提取氦-3並將其返回地球是困難的,但是對於那些開始這項冒險的人來說,潛在的回報將是驚人的。氦-3可以幫助人類世界擺脫對化石燃料的依賴。
無限能量的基本原理:阿爾伯特·愛因斯坦著名的E=MC2方程反映了融合原子可以釋放的巨大能量。氫原子融合在一起產生氦,為太陽提供能量。
1.第一代:科學家利用兩個“重”氫原子——氘和氚——在比普通氫更低的溫度下融合,在地球上覆制了太陽聚變。
2.第二代:雖然對研究聚變有用,但用氘氚燃料執行的反應堆在商業上是不切實際的。除其他外,該反應產生大量中子形式的輻射。用氦-3代替氚大大減少了中子的產生,使得將聚變工廠設在離最需要電力的大城市更近的地方變得安全。人們已經成功地利用氘和氦-3燃料啟動並維持了聚變反應。
3.第三代:第一代聚變反應堆從未打算髮電。而且,即使它們是完美的,它們仍然會以和今天一樣的方式發電。也就是說,反應堆將起到熱源的作用。蒸汽然後會被用來旋轉一個巨大的發電機,就像在燃煤或燃油發電廠一樣。也許最有希望的想法是用氦-3為第三代反應堆提供燃料,氦-3可以直接產生電流,不需要發電機。燃料中多達70%的能量可以被捕獲並直接用於工作。
縱觀歷史,對珍貴資源的探索--從食物到礦物再到能源--激發了人類去探索和定居我們星球上越來越偏遠的地區。我相信氦-3可能是使我們的月球定居既可行又可取的資源。
研究人員已經嘗試了幾種方法來利用氫融合的強大能量來發電。已知存在的所有物質在太陽表面的溫度下都會融化。由於這個原因,這種反應只能發生在一個磁封閉場,一種電磁熱水瓶。
起初,科學家們認為他們可以利用氘實現聚變,氘是海水中氫的同位素。他們很快發現,連續幾天維持所謂的氘-氘聚變反應所需的溫度和壓力超過了磁密封技術的極限。用氦-3代替氚允許使用靜電約束,而不需要磁體,並且大大降低了聚變反應堆的複雜性,同時消除了高放射性廢物的產生。這些差異將首次使核聚變成為一種實用的能源選擇。
阻止我們使用氦-3來滿足能源需求的並不是工程技術的缺乏,而是同位素本身的缺乏。大量的氦來自太陽,其中一小部分是氦-3,而不是更常見的氦-4。這兩種型別的氦在作為太陽風的一部分向地球移動時都發生了轉變。珍貴的同位素永遠不會到達,因為地球的磁場將它推開。幸運的是,月球上不存在氦-3在地球上稀有的條件,氦-3在月球表面積累,並透過不斷的流星撞擊與塵埃和岩石的碎片層或風化層混合。它就在那裡等著被取走。
一個從月球表面開採氦-3的激進計劃不僅代表了永久人類居住的經濟可行性;它可以給地球帶來巨大的利益。
月球上氦同位素氦-3的發現給科學家們提供瞭如何比碳氫化合物或現有核電站更有效地發電的想法。大量的能量不會有向大氣中釋放放射性物質的危險。
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6 # 中學物理教師平哥
這個必須有。
首先月球表面的月壤中就含有大量的氦3。氦3是什麼?氦的一種同位素,正常氦的質量數是4。
氦3是核聚變的重要原料,地球的海水中有大量的氦3,但是提取非常的麻煩;而月壤中就有大量的純潔的氦3,這個資源對於人類來說太重要。
我們開發月球,透過在月球表面上建立核電站,在透過電磁波的形式把電能輸送到地球,這樣既環保又安全。想一想都讓人很期待啊!
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7 # 詩人的眼睛看世界
詩人明確告訴你,月球上的東西對人類來說,都是有用的好東西,而且還是不可或缺的好東西。
我們知道,在人類的歷程中,物質都是有其利用價值,只不過有些物質,雖然在當下被人類嫌棄,但是到了適當的時候,那些被嫌棄的物質,都成了香饃饃。
所以沒有無用的物質,只有時機不成熟時暫時擱置,因此,不要考慮什麼物質是廢材,而要思考的是,怎樣發展科技,讓物為我用,物盡其用。
至於月球上的物質,其實都是暫時儲存起來的,是等到人類有了能開發、能利用的時候,就是月球上的物質物盡其用的時候。
回覆列表
在月球上,有著豐富的礦產資源。
我們人類在宇航員們從月球帶回來的土壤中共,發現了大量的氦-3。這是核聚變的材料。這對我們人類來說,是一個非常大的喜訊。因為氦-3是一種非常高效而且清潔的能源,但是在我們地球含量卻非常的少。月球上卻蘊含著好幾百萬噸的氦-3,要知道一百噸的氦-3,可以讓全世界用上一年之久。而像是石油煤炭這種化石能源,一百噸根本用不了多久。
除此之外,月球上還蘊含著大量的稀有金屬,含量都比我們地球上的礦藏,都要多出很多。