氦3有什么用？如何获得？

2025-03-12 21:53:36

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回答1：

3He超流体的发现在天体物理学上有着奇特的应用。人们使用相变产生的3He超流体来验证关于在宇宙中如何形成所谓宇宙弦的理论。研究小组用中微子引起的核反应局部快速加热超流体3He，当它们重新冷却后，会形成一些涡旋球。这些涡旋球就相当于宇宙弦。这个结果虽然不能作为宇宙弦存在的证据，但是可以认为是对3He流体涡旋形成的理论的验证。3He超流体的发现不仅对凝聚态物理的研究起了推动作用，而且在此发现过程中所使用的核磁共振的方法，开创了用核磁共振技术进行断层检验的先河，今天核磁共振断层检验已发展成为医疗诊断的普遍手段。

氦-3人类未来的新能源
① 氦－3是一种清洁、安全和高效率的核融合发电燃料。开发利用月球土壤中的氦---3将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。
② 氦—3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子。它有许多特殊的性质。根据稀释制冷理论，当氦—3和氦—4以一定的比例相混合后，温度可以降低到无限接近绝对零度。在温度达到2.18k以下的时候，液体状态的氦---3还会出现“超流”现象，即没有粘滞性，它甚至可以从盛放的杯子中“爬”出去。然而，当前氦—3最被人重视的特性还是它作为能源的潜力。氦—3可以和氢的同位素发生核聚变反应，但是与一般的核聚变反应不同，氦—3在聚变过程中不产生中子，所以放射性小，而且反应过程易于控制，既环保又安全，但是地球上氦—3的储量总共不超过几百公斤，难以满足人类的需要。科学家发现，虽然地球上氦—3的储量非常少，但是在月球上，它的储量却是非常可观的。
③ 氦大部分集中在颗粒小于50微米的富含钛铁矿的月壤中。估计整个月球可提供71.5万吨氦—3。这些氦—3所能产生的电能，相当于1985年美国发电量的4万倍，考虑到月壤的开采、排气、同位素分离和运回地球的成本，氦—3的能源偿还比估计可达250。这个偿还比和铀235生产核燃料（偿还比约20）及地球上煤矿开采（偿还不约16）相比，是相当有利的。此外，从月壤中提取1吨氦—3，还可以得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳。这些副产品对维持月球永久基地来说，也是必要的。俄罗斯科学家加利莫夫认为，每年人类只需发射2到3艘载重100吨的宇宙飞船，从月球上运回的氦—3即可供全人类作为替代能源使用1年，而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍，如果人类目前就开始着手实施从月球开采氦—3的计划，大约30年到40年后，人类将实现月球氦—3的实地开采并将其运回地面，该计划总似的费用将在2500亿到3000亿美元之间。

回答2：

月球是解决地球能源危机的理想之地，“氦3”是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。根据科学统计表明，10吨氦3就能满足我国全国一年所有的能源需求，100吨氦3便能提供全世界使用一年的能源总量。但氦3在地球上的蕴藏量很少，目前人类已知的容易取用的氦3全球仅有500千克左右。而根据人类已得出的初步探测结果表明，月球地壳的浅层内竟含有上百万吨氦3。如此丰富的核燃料，足够地球人使用上万年。我国探月工程的一项重要计划，就是对月球氦3含量和分布进行一次由空间到实地的详细勘察，为人类未来利用月球核能奠定坚实的基础。
我国的探月计划中，有一件事情是外国从未涉足的：我国计划测量月球的土壤层到底有多厚，这对于我们计算月球氦3含量意义重大，如果工程顺利，我们估算氦3的资源含量可能要比前人前进一步。最后，我们将研究地月空间环境，这对于地球环境和人类社会的发展都是至关重要的。
氦-3人类未来的新能源
① 氦－3是一种清洁、安全和高效率的核融合发电燃料。开发利用月球土壤中的氦---3将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。
② 氦—3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子。它有许多特殊的性质。根据稀释制冷理论，当氦—3和氦—4以一定的比例相混合后，温度可以降低到无限接近绝对零度。在温度达到2.18k以下的时候，液体状态的氦---3还会出现“超流”现象，即没有粘滞性，它甚至可以从盛放的杯子中“爬”出去。然而，当前氦—3最被人重视的特性还是它作为能源的潜力。氦—3可以和氢的同位素发生核聚变反应，但是与一般的核聚变反应不同，氦—3在聚变过程中不产生中子，所以放射性小，而且反应过程易于控制，既环保又安全，但是地球上氦—3的储量总共不超过几百公斤，难以满足人类的需要。科学家发现，虽然地球上氦—3的储量非常少，但是在月球上，它的储量却是非常可观的。
③ 氦大部分集中在颗粒小于50微米的富含钛铁矿的月壤中。估计整个月球可提供71.5万吨氦—3。这些氦—3所能产生的电能，相当于1985年美国发电量的4万倍，考虑到月壤的开采、排气、同位素分离和运回地球的成本，氦—3的能源偿还比估计可达250。这个偿还比和铀235生产核燃料（偿还比约20）及地球上煤矿开采（偿还不约16）相比，是相当有利的。此外，从月壤中提取1吨氦—3，还可以得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳。这些副产品对维持月球永久基地来说，也是必要的。俄罗斯科学家加利莫夫认为，每年人类只需发射2到3艘载重100吨的宇宙飞船，从月球上运回的氦—3即可供全人类作为替代能源使用1年，而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍，如果人类目前就开始着手实施从月球开采氦—3的计划，大约30年到40年后，人类将实现月球氦—3的实地开采并将其运回地面，该计划总似的费用将在2500亿到3000亿美元之间。

回答3：

“氦3”是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。大量存在于月球上。

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