2007年10月23日 星期二
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月球上的能源开发前景
2007年10月23日 19:49 来源:中国探月网

  月球上可利用的能源主要有太阳能和核聚变燃料。对于开发月球上的太阳能来说,由于月球表面没有大气,太阳辐射可以长驱直入,因此在月球白天月表太阳能辐射强烈,有丰富的太阳能;同时,月球上的白天和黑夜都相当于14个地球日,因此可沿月球纬度相差180度的位置分别建立太阳能发电厂,并采用并联式连接,就可以获得极其丰富而稳定的太阳能。当处在月球夜晚的太阳能电厂停止工作时,处在月球另一则的太阳能发电厂正好在白天,可以正常发电。两个电厂不断轮换可以保持持续发电。如果只建设一个太阳能发电厂,则在月球夜晚要使用在白天充满电能的畜电池,或其它发电设施(如核电)。这不但解决了未来月球基地的能源供应问题,还可以用微波将能量传输到地球,为地球提供新的能源。

  由于月球几乎没有大气层,太阳风粒子可以直接注入月球表面,太阳风粒子的长期注入使月壤富含稀有气体。在太阳风注入的稀有气体中,最让人们感兴趣的是氦-3,因为氦-3可以与氘进行核聚变反应,并释放出巨大的能量。目前,人类正在对受控核聚变反应开展研究,并且主要氘-氚核聚变反应开展研究。相比目前正加速发展的利用氘和氚反应的热核聚变装置来说,用氦-3进行核聚变反应具有比用氚作燃料有更多的优点,主要表现在:(1)在氘-氚核聚变反应过程中,伴随核聚变能的产生,要产生大量的高能中子,而这些中子将对核反应装置产生广泛的放射性损伤;相反,若用氦-3作为反应物,则主要产生高能质子而不是中子,质子的穿透性远远低于中子,因此防护设备简单得多,而且对环境保护更为有利;(2)氚本身具有放射性,而氦-3没有放射性。

  月壤中氦-3的资源量为未来人类开发利用月球能源提供了一种可能的途径。由于月壤中氦-3的含量较为稳定,因此只要能够精确探测月壤的厚度,就可以估算出月壤中氦-3的资源量。以美国“阿波罗”登月飞船和苏联的“月球号”自动取样探测器采回的月样品进行试验分析,并以实测分析结果为参考标准计算,月壤中氦-3的资源总量可达100万—500万吨,而地球上可提取的氦-3只有15至20 吨。若能实现商业化利用,月壤中的氦-3可供地球能源需求达数万年。因此,开发月壤中丰富的氦-3资源,对人类未来能源的可持续发展具有重要而深远的意义。(来源:《月球科学概论》)

编辑:唐伟杰】
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