我們未來的能源

　　月球傳來希望

　　隨著全球經濟的快速發展，能源消耗的迅速增加，煤炭、石油和天然氣等傳統的化石能源面臨著枯竭的危險，據專家們預測，傳統化石燃料至多能維持到本世紀中期。

　　人類早就千方百計地從太陽能、水能、風能、生物能中尋找新的替代能源。這些能源都很重要，但專家們認為，它們都有自身的局限性。太陽能的能流密度太低，隨晝夜、晴雨、季節的變化很大，難以成為大規模的工業能源，只能滿足家庭以及一些特殊需要；水能增長的速度跟不上能耗增長速度，并對生態、生物鏈產生難以估量的影響；風能、地熱能、潮汐能的資源和利用也各有局限，在未來的能源開發中作用不大；生物能倒是一種可以大規模使用的再生能源，但再生速度也難以趕不能源消耗增長的需要。

　　于是，人們把目光轉向了核能，首先寄希望于以原子彈所用的裂變物質鈾-235或钚-239進行裂變發電。許多發達國家的核電發展十分迅速，法國的核電能源都占了全部能源的百分之七十多。我國核電發展時間不長，核電運行機組裝機容量只占全國發電裝機容量的1.59%，累計發電量只占總發電量的2.3%，國家規劃要加大發展力度，在今后XX年間至少每年要批準建設一座大型核電站。但是，用作核裂變發電的燃料畢竟有限，核污染和核安全雖可以做到有效控制，但總是讓人心里不踏實。上世紀80年代前蘇聯切爾諾貝利核電站事故發生后，就使不少發達國家核電事業的發展停滯了相當長一段時間，直到近幾年才有所緩解。

　　目前，人們正在致力于研究開發可控核聚變發電，其中一個世界性的項目就是“國際熱核反應堆”，歐盟和中國、美國、日本、韓國、俄羅斯、印度等國都先后陸續參與，已經過20多年的努力，現正進入艱巨的攻堅階段。人們對此寄于巨大希望，將它比作“人造太陽”，稱之為“21世紀的人傳給后代的紀念碑”，并力爭在30年到50年之間投入商業化應用。

　　以這種方式發電目前主要考慮利用從海水中提煉出來的氘和氚作燃料，這種燃料當然十分充足，可以取之不盡，用之不竭。但是，氚本身具有放射性，在氚核反應過程中，伴隨核聚變能的產生而產生大量的高能中子，這對核反應裝置產生嚴重的放射性損害，解決這一難題十分困難，因而影響了這一研究開發的進展速度，最好的燃料是氦-3，而地球上的氦-3極為稀缺，估算總量只有幾噸到十幾噸。

　　正當人們進行艱苦探索之際，從月球巖土樣品的研究中傳來喜訊：這些巖土中含有大量的氦-3。

　　氦-3成為至寶

　　氦-3是氦的同位素，含有兩個質子和一個中子。與氚相比，它是一種清潔、高效、安全的核聚變發電的燃料。它聚變反應的能量大；聚變反應時主要產生高能質子，不會形成強大的中子輻射，對環境保護更為有利；它本身不僅沒有放射性，而且反應過程中無緩發中子，無裂變物質，衰變余熱小，維修和部件更換更容易，更易于控制，因此受到國際核聚變界的廣泛重視。

　　月球上的氦-3來自太陽風。太陽風由90%的質子（氫核）、7%的高能粒子（氦核）和少量其他元素的原子核組成，氦-3正是太陽風中的高能粒子。月球上沒有磁場的干擾和大氣層的阻隔，太陽風粒子流能直達月球表面，被月球上的巖土所“吸附”。月球形成已經40多億年，由于流星和微流星的頻繁撞擊，月球上的巖土不斷翻騰、濺射，在縱向和橫向上充分混合，“吸附”了氦-3的巖土也越來越厚。在月海地區至少有9到10米厚，在月陸地區也有4到5米厚。

　　月球的直徑有3476公里，表面積有3800萬平方公里，雖然只有地球表面積的十四分之一，大約相當于中國陸地的四倍，但月球被專家們稱為“太陽風粒子收集器”。據測算，月球上的氦-3儲量大約有100萬噸到500萬噸，甚至有人估算有5億噸。在地球上的大氣和天然氣中也有少量的氦-3，在核反應中也會產生氦-3，但整個地球上的儲量與月球上的儲量不可同日而語，所以它對地球人類充滿了誘惑力。

　　據專家們測算，如果在10―15平方公里范圍內挖掘并加工深度為3米的月球巖土，就可以提取約1噸的氦-3，足以保證一個功率1000萬千瓦的發電機組工作1年。每燃燒1公斤氦-3就可產生19兆瓦的能量，足夠供莫斯科市照明用6年多。用美國的航天飛機往返運輸，一次可運回20噸液化氦-3，可供美國一年的電力。我國每年大約只需要10噸氦-3，就可以滿足全年能源的需要。按照全球目前的能源需求水平，一年有100噸氦-3就能滿足全世界的消耗，這些氦-3一年用航天飛機運輸三五次就夠了。按照這樣的推算，月球上的氦-3可以供地球用上幾千年甚至上萬年。

　　專家們對在月球上采掘加工氦-3并運回地球發電進行了成本對比分析，得出的結論是在經濟上完全劃算，因為在發電量相同的情況下，使用月球上的氦-3，其花費只是目前核電站發電成本的10%。如果以目前的石油價格為標準，每噸氦-3價值高達40億到100億美元，這真是月球上的無價之寶。