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1 # 深空電報
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2 # 武林—萌主
運回地球是傻逼行為,運費太貴得不償失。地球本身也有氦3,大量存在於海洋,雖然沒有月球多但是完全夠用。想開發月球氦3,最簡單的辦法就是在月球建立空間站,或者乾脆移民月球。建立一個核聚變工廠,以氦3為能源,就足以支援所有消耗了。不過,需要的科技很高,目前,我們恐怕還沒有能力完成如此壯舉,更何況,我們連核聚變都沒有掌握呢
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3 # 核先生科普
氦三和氫三(氚)都可以和氘發生聚變反應,但是氦三與氘聚變放出的是質子,而氚與氘反應放出的是中子。
從輻射防護角度考慮,中子比質子輻射防護難度要大的多,因此氦三是比氚更優的一種聚變材料。氦3是地球上存在的氦4同位素,比通常的惰性氣體氦4少了一箇中子,因此原子量是3。
下圖為氦3和氘聚變示意圖
氦-3與氘進行熱核反應,不僅僅易於遮蔽,而且還比氚放出更多的能量,且氦3本身是沒有放射性的,但是很遺憾,地球上並沒有氦3,至於原因以後細說,因此我們人類就想去月球上開發氦3利用。
月球雖然堪稱上世紀的波斯灣,上面蘊藏著豐富的資源,包括氧、矽、鈦等,但是如何將提純的氦3帶回來是個問題?這個問題許多國家,包括美國、俄羅斯、中國、印度、日本都在研究,目前看來帶回來的唯一途徑當然是透過航天器來實現了。
未來可能的開發思路目前關於月球資源的探索,各個大國有自己的計劃,但是細節肯定是不可能公佈的,關於開採有可能是以下的思路。
想要把氦3帶回來,不可能把大量的月壤帶回來,必然要先提純。因為氦三是存在於月球土壤中的,雖然說富集度比地球高,但也是相對的,每克月壤大約有2.8*10^(-8)克氦3。把大量的月壤帶帶到地球上提純成本太大,就需要考慮在月球上建立開採基地,先行提純,然後透過飛船運回地球,氦三存在於月壤中,為了讓氦三氣體放出來需要把月壤加熱到1000攝氏度以上,這需要大量的能源。
月球上目前看開最方便利用的就是太陽能了,因此,需在月球上建立太陽能發電站,利用太陽能發出的電能建立氦三開採和提純基地,將提純後的氦三透過飛船運回地球,如果解決了核聚變的難題就可以順利利用氦三聚變來發電了。
許多文章稱100噸的氦3聚變釋放的能量能提供全球提供一年的能源。這個顯然是純理論的計算,對於目前的能源危機解決沒有實際意義。我還可以說如果把全世界的核彈銷燬放出的能量也足夠人類使用一年以上,這也是沒有意義的,在目前在月球上開發氦3依然困難重重。
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月球上的岩石是月球整體的一部分,而月球在穩定地繞地球公轉,地球對其吸引力用於提供繞轉的向心力,在沒有外力或其他外界影響的情況下,月球表面的岩石不會無故脫離月球。那麼我們要獲得月球上的岩石,需要怎麼做?當然是登陸月球去開採了,月球上開發氦3是一個假設存在的工程,科學家在採集到的月球表面岩石樣本中檢測到了儲量豐富的氦3,而氦3可以參與核聚變反應並在反應中放出大量能量,是理想的能源元素之一。因此,人們希望可以有效地開採月球上的氦3以提供地球上的能源支援。
利用月岩中的氦3首先需要對月球表面進行岩石的開採,開採後需對氦3元素進行提取以及一系列後續步驟之後才能轉化成能源。對月岩內氦3的大規模開採利用還面臨許多問題與挑戰。如何開發月球上的氦3,肯定需要有登陸技術,然後在月球表面建立工廠,再繼續開採。目前從月球上搞來的岩石量也不多,算是意思點,美國宇航局帶回的岩石也送了大部分,留下來的所剩無幾,為科學家建立了月球岩石成分的初步基礎。一旦要開發氦3,那麼至少需要100年以上的時間,目前人類的水平還無法將一個工廠搬到月球上,要開採之後再返回地球,這樣的成本太高。現在是無法實現的,而且數十年內也無法實現開發月球上的氦3。