氦气同位素-氦3的未来发电技术
发布时间:2021-09-23 15:47:21
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氦气-3是氦气的同位素气体,可以作为未来核聚变发电厂的能源。虽然氦3在地球上很稀有,但在月球上仍然很丰富。一些国家计划去月球开采氦-3作为核聚变发电厂的燃料。这样的计划可能会引发新一轮的航天发展竞争。
目前所有核电站都是核裂变,需要将放射性核废料燃料再加工成铀,钚和放射性废料必须无限期安全有效地储存。40多年来,科学家们一直致力于创造核能,用核聚变代替核裂变。在目前的核聚变反应堆中,氢同位素氘和氚被用作燃料,当释放时,它们的原子核融合形成氦和中子原子能。
核聚变可以有效利用与太阳等恒星相同的能量、燃料,并且不产生放射性核废料,是目前核裂变发电的副产品。然而,在被称为“快堆”的核聚变反应堆中,由氚和氘燃料释放的中子引起的明显能量损失是极其难以控制的。一个潜在的解决方案是在“非整电子”聚变反应堆中使用氦和氘作为燃料。
当氦-3和氘聚变产生正常的
高纯氦气和质子时,在这里参与核反应,这样浪费的能量更少,也更容易控制。因此,在核聚变反应堆中使用氦-3可以提供一种有效的核能形式,几乎没有浪费,也没有辐射。
使用氦-3通过核聚变产生能量有很多问题。至少在地球上,氦-3是非常非常罕见的。氦-3是核武器生产和维修的副产品,每年可净供应约15公斤。然而,氦-3是太阳发出的太阳风。我们的大气层阻止任何氦-3到达地球。
然而,由于没有大气层,没有什么能阻止氦-3到达月球表面并被月球土壤吸收。因此,估计约有110万吨
氦-3在月光下降落到几米深的表面。氦-3可能会在月球尘埃中被加热到600摄氏度,然后返回到地球上的新一代核聚变发电厂。