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用氦3聚變成氦來發電的優勢
創建時間:2024-01-25  ?瀏覽量:0

氦氣主圖


用氦3聚變成氦來發電的優勢


氦3是1969年美國科學家從月球帶回的塵土中發現的。氦3是氦的同位素,普通氦的原子核有兩個質子、兩個中子,是氦4。而氦3的原子核也有兩個質子,但只有一個中子。用氦3聚變成氦來發電的優勢在于:核反應溫度低,所以易于實現商用化。原子反應的燃料和生成物都是惰性氣體,所以更安全,決不會發生事故。反應過程中不產生無法控制的中子,可以保護爐壁,無輻射,更環保。


利用氘和氚聚變發電,通常需要一億度以上的高溫,而容器的外殼通電的線圈為了實現超導,又需要零下二百多度的低溫,如果改用氦3,中心高溫有三千萬度就夠了,所以易于實現。地球上的氦氣主要從天然氣里提取,天然氣中約含千分之三的氦氣(美國的天然氣中含氦氣最多,有的地方竟高達17%),但天然氣中的氦氣中氦3卻只有百萬分之三,地球大氣中雖有十幾公斤氦3,但都在100公里高空的電離層下方,并且非常分散,幾乎無法收集和提取,地球上總共氦3不足100公斤。


太陽上每時每刻都在產生大量的氦3,雖然也通過黑子爆發和日冕等形式不斷向太空噴發,有些通過太陽風來到地球附近,但是卻因為地球有大氣和磁場,被引向南北兩極,無法來到地球表面。月亮就不同了,月球既無大氣又無磁場,氦3可直接到達月球表面并在塵土中沉積,所以月球在40億年漫長歲月的積累中,表面的塵土中含有豐富的氦3。據估計,月球的氦3儲量有限100萬噸到500萬噸,足夠人類使用幾千年。按照2006年的能量消費水平,美國每年使用25噸氦3就能保證全國用電量,中國用10噸就夠了,全世界每年使用100噸氦3就能滿足能量需求。這些氦3可以用一架航天飛機飛4到5個月往返從月球運回,成本不足燒煤的十分之一。可見前景十分誘人。氦3的應用遇到的最大的麻煩是:利用受控核聚變來發電的方法直至目前還沒有研究出來,即便有了氦3也毫無用處。只有受控核聚變發電的方法成熟了,氦3就大有用武之地了。

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