月球上氦-3發電夠全人類用上萬年,為什麼沒有人運回地球?

愛好養豬仔

人類航天科技競逐也有年,美蘇航天角鬥的經驗告訴我們,宇宙之大,現在就以傾國之力去做,要被碰得頭破血流的,但誰要是止步不前,長期徘徊觀望,以為不值得去探索,也是要後悔莫及的。

不成的自有道理。有人計算過,要得到10噸氦3,就需要3.5億噸月壤,3.5億噸月壤體積是4.375億立方米,這真是細思極恐啊,非容易,這個事看來在沒有更好的技術手段去實現的情況下,只能進行先期技術驗證,看看哪種辦法更好,看看隨著人類科技的發展,有無更好的辦法。如果現在就去著手採集,手段確乎有限。

成也是必須的。以前不成,並不代表今後不成,要成的話,即從現在起,就要著手開始研究,否則就是老虎吃天,永遠無法下手。地球人口越來越多,現在探明的資源總有枯竭的一天,為明天計,為子孫後代計,必須從今天開始去發現更好的或可以替代的資源,比如歐陽院士說的氦3。

如果僅從氦3兩字去想問題,就把我們的院士給想小了,月球還有沒有其它資源可供人類利用?我們登陸月球也不只為個氦3。月球是人類看到的除地球外最明亮的星球,幾千年以來引人渴望去探索,現在我們已經擁有了這樣的技術手段,為什麼不值得一試呢?


魂舞大漠

地球上極度稀缺的氦-3,用來做

核聚變發電的燃料不僅效率高,而且沒有輻射。氦-3在月球約有上百萬噸,夠全人類用上萬年。

然而,人類已經有46年沒有再登陸月球了,為什麼不考慮把月球的資源運回地球呢?

回憶大航海時代,哥倫布發現北美洲,這是一片全新的土地,有豐富的物產資源,土著還能當苦力,從此,人類進入了新的紀元。

但是月球和北美洲不一樣啊,載人航天火箭不是哥倫布的小破船啊,花上千億美元,去月球搬磚?更悲催的是,就算把月球土搬回來了,地球上的科學家還沒辦法讓氦-3乖乖的在核電站工作呢。

說到這應該明白為什麼人類不登月了,性價比實在太低。各國都改用探測器,探索月球、火星等等天體。以前登月是一種炫耀國力的方式,如今在和平年代,一切隨緣吧。也許等到

地球資源枯竭,科技又足夠發達的時候,月球才會變成人類的「北美洲」,資源隨用隨取,甚至變成人類飛向太空的天然中間站,像大航海時代的深水不凍港。


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題主的問題是根本錯誤的,其實氦3無法作為“核聚變能源”來使用。

說氦3可以作為核聚變能源,是建立在這個原理的基礎上,就是He3(d,p)α。這個核反應是說,一個氦3核與一個氘核聚變,產物是一個質子加上一個α粒子(氦4),同時,會釋放出約18MeV的能量。表面上看,它的放能大於氘氚聚變,聚變產物又沒有中子,簡直是太好了。

但這個結論顯然是不懂“受控熱核聚變”的原理所做出來的。實際上,它是要求在兩種不同的原子核之間發生聚變核反應。沒有注意到這一點,就會犯基本錯誤。

用氦3作為“熱核聚變”的燃料,一定是要把它與氘混合,形成氘-氦3混合體系,這時人類考慮的是要利用氘核與氦3的聚變核反應,但問題就出現了——沒有考慮氘原子核之間會發生聚變核反應。

因為庫侖位壘的影響,氘核與氦3核的核反應截面,要遠小於氘氘聚變核反應的截面,這樣,就會發生氘氘聚變先被“點燃”,沒有任何辦法來阻止發生氘氘聚變核反應,而且,氘氘聚變所需要的溫度,遠小於氘—氦3聚變所需要的溫度。這樣,就肯定會發生氘原子核“快速燃燒”的現象。

最後就算氦3也參加了聚變,但其發生聚變的幾率遠小於氘氘聚變,所以氘核肯定先被燒光,而剩下的氦3之間的聚變截面又很小,無法達到足夠的核反應速率(產能速率)。溫度會急劇下降,整個“聚變堆”將停止運行。

這就是我不看好氦3作為“聚變能燃料”的原因。不知什麼原因,幾乎沒有哪個“聚變專家”來指出這個問題。實際上,在論述“受控熱核聚變”的專著裡,明確指出在氘氚聚變或氘氘聚變的體系中,要忽略氘—氦3聚變,和氦3—氦3聚變的貢獻,理由是“核反應幾率太小”。這就證明了我的觀點是正確的。

其實道理很簡單。可以打一個比方:有人告訴你,有一種“石頭”,如果把它與煤炭混在一起燃燒,達到一億攝氏度時,放出的能量比單燒煤要高很多。但不能單獨燒。你肯定會問:那到一百萬攝氏度時,煤炭不會全燒光嗎?這時,那種“石頭”該怎麼燒呢?


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這個問題得從經濟和技術兩方面分析。有利可圖的事情肯定會驅使人們不斷去嘗試。

1)經濟方面,目前發射火箭所耗費的資金是巨大的,以航空航天發達的美國為例,美國航天局總計發射135次,花費1960億美元,平均每次發射費用高達15億美元,注意單位是美元。即使現在SpaceX將發射費用控制到了5000萬美元左右,依然是很昂貴的成本。

這只是火箭發射成本,還不算工人的宇航服,月球上沒有大氣層和磁場保護,太空中各種射線和真空對工人生命有直接的威脅,必須穿航空服,而一套航空服費用高達1.6億人民幣。



如果再算上施工設備,施工場地費用,費用簡直太高了。真有公司從事挖掘氦-3,投入不一定能收回成本。此其一。



2)技術方面

目前航空航天並沒有發展到普通人也能上月球的程度。我們知道,我國載人飛船對宇航員挑選那是相當嚴格的,要身體素質、心理素質、應急應變能力都相當高。即使選上了,還要經過嚴格得培訓。航天飛船還沒有達到規模民用的條件。

還有就是,太空上施工難度,太空上處於失重狀態,如何施工如何爆破,需要什麼樣的設備,月球上礦場探測,等等還需要研究。



所以,目前來說,開採月球資源只是個夢想,需要人類很長一段時間的努力才行。

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九九途鴨科普

首先氦-3是一種清潔、安全和高效率的核融合發電燃料。氦-3可以和氫的同位素發生核聚變反應,但是與一般的核聚變反應不同,氦-3在聚變過程中不產生中子,所以放射性小,而且反應過程易於控制,既環保又安全,但是地球上氦-3的儲量據專家估計全世界最多有幾百公斤,如果要開發利用不可能滿足人類的需要。氦-3雖然地球上儲量非常少,但在月球上氦-3的儲量卻是非常豐富的。


據專家估算,從月壤中提取1噸氦-3,可以得到約6300噸的氫、70噸的氮和1600噸碳。人類只需每年向月球發射2到3艘載重100噸的宇宙飛船,從月球上運回的氦-3即可供全人類作為替代能源使用1年,而它的運輸費用只相當於目前核能發電的幾十分之一。氦-3的確是目前最好的清潔能源,那為什麼地球上就沒有一個國家(比如美國、俄羅斯或者我們中國)到月球上去開發氦-3呢?

其實2004年4月我國“嫦娥一號”探月衛星搭載的探月儀器就是探測月球土壤厚度與元素含量的,其中探測氦-3也是主要課題之一。那麼我國為什麼也只是探測也沒運回一星半點呢?可能最主要原因還是成本問題!


打個比方,地球上出金子最多的地方一噸礦石裡不可能出一公斤黃金!而在月球上一噸月礦石也不可能出一公斤氦-3,所以你費九牛二虎之力運回幾千噸礦石到地球,才提練出很少的氦-3,並且想要達到人類的需求有可能要把月球挖掉萬分之一,是不是有點得不償失?當然,真正在月球上開採氫-3,在月球上直接提煉肯定最好!不過,從目前來看,全世界還沒有一個國家有這樣的科技。還有,培養個合格的宇航員,成本都是用億來衡量。並且,要想成為一名J一20合格飛行員,飛行時間不少餘300小時。何況開採氫-3不是幾十個飛行員就能搞定的事,至少是成百上千,他們既是飛行員也是月球上的工人。僅飛行費用每小時40萬人民幣,而且起初的培養費用可能提都不用提,更不要說航天飛機的飛行成本了……


希望d田野

我們核聚變發電技術都還沒著落呢還有心思去挖聚變燃料,還有假設人類突破了核聚變可控技術能發電了,那麼光在地球的氘和氚就已經夠人類使用到人類滅絕都用不完!!哪裡花那麼大力氣到月球上挖氦-3呢!不過如果這玩意還有其他更重要的用途說不定還有價值一挖,作為核聚變材料就算了,不值錢啊😤


毒聚一方

氦-3作為未來地球最重要的核能清潔能源,因為不會產生放射性中子,所以不會對環境造成輻射汙染。又因為地球上稀缺氦-3,因此科學家把目光轉向了月球。月球上有大約100萬噸氦-3,每100噸氦-3產生的能量可夠全球使用一年。


那為什麼沒有人運回地球呢?

第一,提取氦-3必須將月球土壤加熱到700攝氏度以上,才可以從中提取到,氦-3不易提取,如果直接把月球土壤運回,不僅成本大,而且不易運輸。所以直接在月球上提取後搬運回來,那麼就必須在月球上建設氦-3加工廠,以現在的科學技術很難實現。現在人連上月球都很難,更何況運建築材料了。

第二,現在科學家並不重視氦-3作為能源使用,因為現在科技有限,地球的氦-3資源極少,供不應求,而且氦-3的反應爐的造價很高。

第三,航天器發射成本很高,而且一次肯定不是發射一個,就算能發射到月球,依現在的科技來講,在月球上建設加工廠是不可能的

氦-3肯定是未來能源重要能源之一,這是全人類的夢想,需要全人類的共同奮鬥。


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