氦3是1969年美國科學(xué)家從月球帶回的塵土中發(fā)現(xiàn)的。氦3是氦的同位素,普通氦的原子核有兩個(gè)質(zhì)子、
兩個(gè)中子,是氦4。而氦3的原子核也有兩個(gè)質(zhì)子,但只有一個(gè)中子。用氦3聚變成氦來發(fā)電的優(yōu)勢在于:
核反應(yīng)溫度低,所以易于實(shí)現(xiàn)商用化。原子反應(yīng)的燃料和生成物都是惰性氣體,所以更安全,決不會(huì)發(fā)
生事故。反應(yīng)過程中不產(chǎn)生無法控制的中子,可以保護(hù)爐壁,無輻射,更環(huán)保。
利用氘和氚聚變發(fā)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(shí)現(xiàn)超導(dǎo),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(shí)現(xiàn)。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(dá)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(shí)每刻都在產(chǎn)生大量的氦3,雖然也通過黑子爆發(fā)和日冕等形式不斷向太空噴發(fā),有些通過太
陽風(fēng)來到地球附近,但是卻因?yàn)榈厍蛴写髿夂痛艌觯灰蚰媳眱蓸O,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(dá)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(jù)估計(jì),月球的氦3儲(chǔ)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(fèi)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(jī)飛4到5個(gè)月往
返從月球運(yùn)回,成本不足燒煤的十分之一。可見前景十分誘人。
氦3的應(yīng)用遇到的最大的麻煩是:利用受控核聚變來發(fā)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(fā)電的方法成熟了,氦3就大有用武之地了。