氦能源概念(什么是氦能源?)

中亿财经网 gengxing 2023-08-04 05:10:24

1. 什么是氦能源?

氦-3,这种特殊的氦才是能源,在地球上极稀少,在宇宙其他地方有富集的。月球上有很多。RZb中亿财经网财经门户

氦气,是一种稀有气体,英文名为Helium,元素符号为He,原子序数2。[1]为无色无味的惰性气体,化学性质不活泼,一般状态下很难和其它物质发生反应。RZb中亿财经网财经门户

氦元素是仅次于氢元素的宇宙中含量第二的元素,占星系星体大约24%的质量。天文学家让森(Pierre Jules cesar Janssen)和洛克耶(Joseph Norman Lockyer)在1868年观察到一条太阳光中的未知特征谱线而发现的。但是一直到1895年,英国化学家拉姆齐(William Ramsay)爵士才在一个富含铀的放射性矿脉中发现地球上也有氦。RZb中亿财经网财经门户

2. 月亮上有什么能源?

人类每日都在消耗地球上的能源,而随着对能源的不断开采和使用,地球环境也随之发生改变,气候异常、空气质量下降、水污染、冰川消融等现象愈发频繁。自然已经对人类敲响了警钟,如何应对能源匮乏已成为亟待解决的世界难题。好在,随着宇宙航天技术不断发展,人类拥有了寻找能源的另一种途径——太空。而月球,离地球最近,且蕴含丰富的资源,其表面上没有大气层干扰,加上良好的温和气候让矿物质得到完好无损的保护。RZb中亿财经网财经门户

那么,月球上都有哪些值得开发利用的能源呢?RZb中亿财经网财经门户

一、矿物资源RZb中亿财经网财经门户

研究发现,月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。月球有丰富的矿藏,稀有金属的储藏量比地球还多。月球尘土中20%的成分是硅,月球还富有稀土元素。值得一提的是,月球还有丰富的水资源。RZb中亿财经网财经门户

月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1-1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。RZb中亿财经网财经门户

二、氦-3RZb中亿财经网财经门户

氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。利用氘和氦-3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。RZb中亿财经网财经门户

据悉,月球土壤中氦3的含量估计超过70万吨。从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦-3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。RZb中亿财经网财经门户

根据科学家的实验数据,80吨的氦-3物质所释放的能量相当于人类从古至今所用能量的历史总和,所以100吨氦-3就能满足全世界上万年的能源需求,一旦开采成功,地球的能源将转型步入一个崭新的新阶段。RZb中亿财经网财经门户

三、太阳能RZb中亿财经网财经门户

射向地球的太阳能,约有1/3被地球的大气反射到太空中,剩下不到2/3还要遭受地球大气的散射和吸收等,能够到达地球表面的只是一小部分;而月球环境与地球差异较大,月球的表面没有大气,太阳辐射可以长驱直入,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,这相当于目前地球上一年消耗能源总能了的2.5万倍。RZb中亿财经网财经门户

假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能。科学家认为,理论上可以在月球表面铺设大量太阳能电池板,从而获得丰富的太阳能,提供源源不断的能源供给。RZb中亿财经网财经门户

对于目前人类所掌握的技术水平来说,月球和宇宙环境尚未完全掌握了解,因此在开发利用月球资源时还存在许多难题。不过,研究的脚步从未止步,如我国已经派出嫦娥系列着陆器对月球进行勘探,相信在不远的未来,月球上的资源可以为人类所用,同时地球的清洁能源开发利用亦可再上一个台阶。RZb中亿财经网财经门户

3. 什么是氦能源?

氦-3,这种特殊的氦才是能源,在地球上极稀少,在宇宙其他地方有富集的。月球上有很多。RZb中亿财经网财经门户

氦气,是一种稀有气体,英文名为Helium,元素符号为He,原子序数2。[1]为无色无味的惰性气体,化学性质不活泼,一般状态下很难和其它物质发生反应。RZb中亿财经网财经门户

氦元素是仅次于氢元素的宇宙中含量第二的元素,占星系星体大约24%的质量。天文学家让森(Pierre Jules cesar Janssen)和洛克耶(Joseph Norman Lockyer)在1868年观察到一条太阳光中的未知特征谱线而发现的。但是一直到1895年,英国化学家拉姆齐(William Ramsay)爵士才在一个富含铀的放射性矿脉中发现地球上也有氦。RZb中亿财经网财经门户

4. 氦3如何聚变?

当氦星核中心的温度达到1亿开时,氦燃烧被点燃。 氦燃烧把三个氦原子核聚合成一个碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一个氦原子核,生成氧原子核。氧原子核还可吸收一个氦原子核,生成氖原子核,不过发生这一反应的概率很低。至于氖原子核进一步吸收氦原子核的概率就更低了,可以忽略不计。恒星的氦燃烧速度比氢燃烧快得多,对于太阳,氦燃烧阶段只能持续大约20亿年。 氦-3是一种核聚变发电燃料。用氦-3进行核聚变反应具有很多优点:①反应产生的能量更大;②传统的氚核反应过程中,伴随核聚变能的产生,要产生大量的高能中子,而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤;相反的,若用氦- 3作为反应物,则主要产生高能质子而不是中子,对环境保护更为有利;③氚本身具有放射性,氦-3不仅没有放射性,而且反应过程易于控制。因此氦-3是一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料。   氦-3不仅是核聚变发电燃料,而且也是火箭和飞船的燃料,未来的载人火星飞船,可以从月球上添加这种燃料,然后飞往火星。另外,从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。氢也可以作火箭燃料,同时如与氧结合,还可以制成水。   月壤中氦-3的含量较为稳定。根据“阿波罗”飞行和月球探测器的结果计算分析,月壤中氦-3资源总量可达100万~500万吨。而地球上天然气可提取的氦-3 是非常少的,大约只有15~20吨。   建设一个500兆瓦的氦-3核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅需50千克。如果美国全部采用氦-3核聚变发电, 年发电总量仅需消耗25吨的氦-3,而中国仅需要8吨。全世界的年总发电量约需100吨氦-3。换句话说,月壤中的氦-3可供应地球能源需求上千年。另外,氦-3 的能量回报率为270,原子能发电的能量回报率为20,煤为16。   将来如果在月球上建立核聚变发电站,将发出的电能传输到静止轨道上的中继卫星,再传送到位于地球上的接收站,然后再分配到各个地区,即可供用户使用。另外,也可以将月球表面的尘埃收集起来,从中分离出氦-3,然后将其变成液态带回地球。科学家计算,每年只需发射2~3艘载重50吨的货运飞船到月球上去,从月球上运回100至150吨的氦-3,即可供全人类作为替代能源使用一年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一RZb中亿财经网财经门户

5. 月亮上有什么能源?

人类每日都在消耗地球上的能源,而随着对能源的不断开采和使用,地球环境也随之发生改变,气候异常、空气质量下降、水污染、冰川消融等现象愈发频繁。自然已经对人类敲响了警钟,如何应对能源匮乏已成为亟待解决的世界难题。好在,随着宇宙航天技术不断发展,人类拥有了寻找能源的另一种途径——太空。而月球,离地球最近,且蕴含丰富的资源,其表面上没有大气层干扰,加上良好的温和气候让矿物质得到完好无损的保护。RZb中亿财经网财经门户

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一、矿物资源RZb中亿财经网财经门户

研究发现,月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。月球有丰富的矿藏,稀有金属的储藏量比地球还多。月球尘土中20%的成分是硅,月球还富有稀土元素。值得一提的是,月球还有丰富的水资源。RZb中亿财经网财经门户

月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1-1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。RZb中亿财经网财经门户

二、氦-3RZb中亿财经网财经门户

氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。利用氘和氦-3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。RZb中亿财经网财经门户

据悉,月球土壤中氦3的含量估计超过70万吨。从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦-3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。RZb中亿财经网财经门户

根据科学家的实验数据,80吨的氦-3物质所释放的能量相当于人类从古至今所用能量的历史总和,所以100吨氦-3就能满足全世界上万年的能源需求,一旦开采成功,地球的能源将转型步入一个崭新的新阶段。RZb中亿财经网财经门户

三、太阳能RZb中亿财经网财经门户

射向地球的太阳能,约有1/3被地球的大气反射到太空中,剩下不到2/3还要遭受地球大气的散射和吸收等,能够到达地球表面的只是一小部分;而月球环境与地球差异较大,月球的表面没有大气,太阳辐射可以长驱直入,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,这相当于目前地球上一年消耗能源总能了的2.5万倍。RZb中亿财经网财经门户

假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能。科学家认为,理论上可以在月球表面铺设大量太阳能电池板,从而获得丰富的太阳能,提供源源不断的能源供给。RZb中亿财经网财经门户

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6. 月亮上有什么能源?

人类每日都在消耗地球上的能源,而随着对能源的不断开采和使用,地球环境也随之发生改变,气候异常、空气质量下降、水污染、冰川消融等现象愈发频繁。自然已经对人类敲响了警钟,如何应对能源匮乏已成为亟待解决的世界难题。好在,随着宇宙航天技术不断发展,人类拥有了寻找能源的另一种途径——太空。而月球,离地球最近,且蕴含丰富的资源,其表面上没有大气层干扰,加上良好的温和气候让矿物质得到完好无损的保护。RZb中亿财经网财经门户

那么,月球上都有哪些值得开发利用的能源呢?RZb中亿财经网财经门户

一、矿物资源RZb中亿财经网财经门户

研究发现,月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。月球有丰富的矿藏,稀有金属的储藏量比地球还多。月球尘土中20%的成分是硅,月球还富有稀土元素。值得一提的是,月球还有丰富的水资源。RZb中亿财经网财经门户

月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1-1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。RZb中亿财经网财经门户

二、氦-3RZb中亿财经网财经门户

氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。利用氘和氦-3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。RZb中亿财经网财经门户

据悉,月球土壤中氦3的含量估计超过70万吨。从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦-3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。RZb中亿财经网财经门户

根据科学家的实验数据,80吨的氦-3物质所释放的能量相当于人类从古至今所用能量的历史总和,所以100吨氦-3就能满足全世界上万年的能源需求,一旦开采成功,地球的能源将转型步入一个崭新的新阶段。RZb中亿财经网财经门户

三、太阳能RZb中亿财经网财经门户

射向地球的太阳能,约有1/3被地球的大气反射到太空中,剩下不到2/3还要遭受地球大气的散射和吸收等,能够到达地球表面的只是一小部分;而月球环境与地球差异较大,月球的表面没有大气,太阳辐射可以长驱直入,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,这相当于目前地球上一年消耗能源总能了的2.5万倍。RZb中亿财经网财经门户

假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能。科学家认为,理论上可以在月球表面铺设大量太阳能电池板,从而获得丰富的太阳能,提供源源不断的能源供给。RZb中亿财经网财经门户

对于目前人类所掌握的技术水平来说,月球和宇宙环境尚未完全掌握了解,因此在开发利用月球资源时还存在许多难题。不过,研究的脚步从未止步,如我国已经派出嫦娥系列着陆器对月球进行勘探,相信在不远的未来,月球上的资源可以为人类所用,同时地球的清洁能源开发利用亦可再上一个台阶。RZb中亿财经网财经门户

7. 氦3是什么能源?

氦-3是氦气的同位素气体,是一种如今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。RZb中亿财经网财经门户

8. 太阳系有氦3的星球?

太阳系有氦3的呈球是地球唯一的卫星月球。月球离地球只有38万千米,美国曾有宇航员,前苏联也发射过月球探测器,现在印度也发射了探测器,我国后来居上实现绕落回三步走。釆样分折证明月球有高含量的氦3,是未来人类解决能源问题提供资源。RZb中亿财经网财经门户

9. 氦原子与氢原子的特点与异同?

        氦特点:最强化学惰性,在2.2K以下会出现超流现象。RZb中亿财经网财经门户

        氢特点:质量和直径最小原子,最优质化学能源。RZb中亿财经网财经门户

        相同点有:氦原子与氢原子常温常压下都属于气态。元素周期表第一周期只有两种元素,那就是氦与氢。所有元素中只有氦与氢的熔点、沸点均在一250℃之下。氦3与氢3是同质异位素,均为核聚变材料。RZb中亿财经网财经门户

        不同点在于氦是惰性气体,不与任何元素化合,独来独往,原子也是分子,只有单质一种存在状态。地表大气中也有少量存在。氢是亲氧元素,电负性2.1,有+1、一1、0多种氧化态,有极为多样的化合物和单质两大类存在状态。氢的化合物中最多者为有机物、生物分子。氢的单质有双原子分子和单原子分子及离子。双原分子在地表、大气层有少量分布,氢原子存在于地球大气层之上。RZb中亿财经网财经门户

10. 氦3如何聚变?

当氦星核中心的温度达到1亿开时,氦燃烧被点燃。 氦燃烧把三个氦原子核聚合成一个碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一个氦原子核,生成氧原子核。氧原子核还可吸收一个氦原子核,生成氖原子核,不过发生这一反应的概率很低。至于氖原子核进一步吸收氦原子核的概率就更低了,可以忽略不计。恒星的氦燃烧速度比氢燃烧快得多,对于太阳,氦燃烧阶段只能持续大约20亿年。 氦-3是一种核聚变发电燃料。用氦-3进行核聚变反应具有很多优点:①反应产生的能量更大;②传统的氚核反应过程中,伴随核聚变能的产生,要产生大量的高能中子,而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤;相反的,若用氦- 3作为反应物,则主要产生高能质子而不是中子,对环境保护更为有利;③氚本身具有放射性,氦-3不仅没有放射性,而且反应过程易于控制。因此氦-3是一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料。   氦-3不仅是核聚变发电燃料,而且也是火箭和飞船的燃料,未来的载人火星飞船,可以从月球上添加这种燃料,然后飞往火星。另外,从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。氢也可以作火箭燃料,同时如与氧结合,还可以制成水。   月壤中氦-3的含量较为稳定。根据“阿波罗”飞行和月球探测器的结果计算分析,月壤中氦-3资源总量可达100万~500万吨。而地球上天然气可提取的氦-3 是非常少的,大约只有15~20吨。   建设一个500兆瓦的氦-3核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅需50千克。如果美国全部采用氦-3核聚变发电, 年发电总量仅需消耗25吨的氦-3,而中国仅需要8吨。全世界的年总发电量约需100吨氦-3。换句话说,月壤中的氦-3可供应地球能源需求上千年。另外,氦-3 的能量回报率为270,原子能发电的能量回报率为20,煤为16。   将来如果在月球上建立核聚变发电站,将发出的电能传输到静止轨道上的中继卫星,再传送到位于地球上的接收站,然后再分配到各个地区,即可供用户使用。另外,也可以将月球表面的尘埃收集起来,从中分离出氦-3,然后将其变成液态带回地球。科学家计算,每年只需发射2~3艘载重50吨的货运飞船到月球上去,从月球上运回100至150吨的氦-3,即可供全人类作为替代能源使用一年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一RZb中亿财经网财经门户

11. 氦原子与氢原子的特点与异同?

        氦特点:最强化学惰性,在2.2K以下会出现超流现象。RZb中亿财经网财经门户

        氢特点:质量和直径最小原子,最优质化学能源。RZb中亿财经网财经门户

        相同点有:氦原子与氢原子常温常压下都属于气态。元素周期表第一周期只有两种元素,那就是氦与氢。所有元素中只有氦与氢的熔点、沸点均在一250℃之下。氦3与氢3是同质异位素,均为核聚变材料。RZb中亿财经网财经门户

        不同点在于氦是惰性气体,不与任何元素化合,独来独往,原子也是分子,只有单质一种存在状态。地表大气中也有少量存在。氢是亲氧元素,电负性2.1,有+1、一1、0多种氧化态,有极为多样的化合物和单质两大类存在状态。氢的化合物中最多者为有机物、生物分子。氢的单质有双原子分子和单原子分子及离子。双原分子在地表、大气层有少量分布,氢原子存在于地球大气层之上。RZb中亿财经网财经门户

12. 太阳系有氦3的星球?

太阳系有氦3的呈球是地球唯一的卫星月球。月球离地球只有38万千米,美国曾有宇航员,前苏联也发射过月球探测器,现在印度也发射了探测器,我国后来居上实现绕落回三步走。釆样分折证明月球有高含量的氦3,是未来人类解决能源问题提供资源。RZb中亿财经网财经门户

13. 氦原子与氢原子的特点与异同?

        氦特点:最强化学惰性,在2.2K以下会出现超流现象。RZb中亿财经网财经门户

        氢特点:质量和直径最小原子,最优质化学能源。RZb中亿财经网财经门户

        相同点有:氦原子与氢原子常温常压下都属于气态。元素周期表第一周期只有两种元素,那就是氦与氢。所有元素中只有氦与氢的熔点、沸点均在一250℃之下。氦3与氢3是同质异位素,均为核聚变材料。RZb中亿财经网财经门户

        不同点在于氦是惰性气体,不与任何元素化合,独来独往,原子也是分子,只有单质一种存在状态。地表大气中也有少量存在。氢是亲氧元素,电负性2.1,有+1、一1、0多种氧化态,有极为多样的化合物和单质两大类存在状态。氢的化合物中最多者为有机物、生物分子。氢的单质有双原子分子和单原子分子及离子。双原分子在地表、大气层有少量分布,氢原子存在于地球大气层之上。RZb中亿财经网财经门户

14. 氦3是什么能源?

氦-3是氦气的同位素气体,是一种如今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。RZb中亿财经网财经门户

15. 太阳系有氦3的星球?

太阳系有氦3的呈球是地球唯一的卫星月球。月球离地球只有38万千米,美国曾有宇航员,前苏联也发射过月球探测器,现在印度也发射了探测器,我国后来居上实现绕落回三步走。釆样分折证明月球有高含量的氦3,是未来人类解决能源问题提供资源。RZb中亿财经网财经门户

16. 氦3是什么能源?

氦-3是氦气的同位素气体,是一种如今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。RZb中亿财经网财经门户

17. 太阳系有氦3的星球?

太阳系有氦3的呈球是地球唯一的卫星月球。月球离地球只有38万千米,美国曾有宇航员,前苏联也发射过月球探测器,现在印度也发射了探测器,我国后来居上实现绕落回三步走。釆样分折证明月球有高含量的氦3,是未来人类解决能源问题提供资源。RZb中亿财经网财经门户

18. 月亮上有什么能源?

人类每日都在消耗地球上的能源,而随着对能源的不断开采和使用,地球环境也随之发生改变,气候异常、空气质量下降、水污染、冰川消融等现象愈发频繁。自然已经对人类敲响了警钟,如何应对能源匮乏已成为亟待解决的世界难题。好在,随着宇宙航天技术不断发展,人类拥有了寻找能源的另一种途径——太空。而月球,离地球最近,且蕴含丰富的资源,其表面上没有大气层干扰,加上良好的温和气候让矿物质得到完好无损的保护。RZb中亿财经网财经门户

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一、矿物资源RZb中亿财经网财经门户

研究发现,月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。月球有丰富的矿藏,稀有金属的储藏量比地球还多。月球尘土中20%的成分是硅,月球还富有稀土元素。值得一提的是,月球还有丰富的水资源。RZb中亿财经网财经门户

月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1-1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。RZb中亿财经网财经门户

二、氦-3RZb中亿财经网财经门户

氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。利用氘和氦-3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。RZb中亿财经网财经门户

据悉,月球土壤中氦3的含量估计超过70万吨。从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦-3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。RZb中亿财经网财经门户

根据科学家的实验数据,80吨的氦-3物质所释放的能量相当于人类从古至今所用能量的历史总和,所以100吨氦-3就能满足全世界上万年的能源需求,一旦开采成功,地球的能源将转型步入一个崭新的新阶段。RZb中亿财经网财经门户

三、太阳能RZb中亿财经网财经门户

射向地球的太阳能,约有1/3被地球的大气反射到太空中,剩下不到2/3还要遭受地球大气的散射和吸收等,能够到达地球表面的只是一小部分;而月球环境与地球差异较大,月球的表面没有大气,太阳辐射可以长驱直入,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,这相当于目前地球上一年消耗能源总能了的2.5万倍。RZb中亿财经网财经门户

假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能。科学家认为,理论上可以在月球表面铺设大量太阳能电池板,从而获得丰富的太阳能,提供源源不断的能源供给。RZb中亿财经网财经门户

对于目前人类所掌握的技术水平来说,月球和宇宙环境尚未完全掌握了解,因此在开发利用月球资源时还存在许多难题。不过,研究的脚步从未止步,如我国已经派出嫦娥系列着陆器对月球进行勘探,相信在不远的未来,月球上的资源可以为人类所用,同时地球的清洁能源开发利用亦可再上一个台阶。RZb中亿财经网财经门户

19. 什么是氦能源?

氦-3,这种特殊的氦才是能源,在地球上极稀少,在宇宙其他地方有富集的。月球上有很多。RZb中亿财经网财经门户

氦气,是一种稀有气体,英文名为Helium,元素符号为He,原子序数2。[1]为无色无味的惰性气体,化学性质不活泼,一般状态下很难和其它物质发生反应。RZb中亿财经网财经门户

氦元素是仅次于氢元素的宇宙中含量第二的元素,占星系星体大约24%的质量。天文学家让森(Pierre Jules cesar Janssen)和洛克耶(Joseph Norman Lockyer)在1868年观察到一条太阳光中的未知特征谱线而发现的。但是一直到1895年,英国化学家拉姆齐(William Ramsay)爵士才在一个富含铀的放射性矿脉中发现地球上也有氦。RZb中亿财经网财经门户

20. 氦原子与氢原子的特点与异同?

        氦特点:最强化学惰性,在2.2K以下会出现超流现象。RZb中亿财经网财经门户

        氢特点:质量和直径最小原子,最优质化学能源。RZb中亿财经网财经门户

        相同点有:氦原子与氢原子常温常压下都属于气态。元素周期表第一周期只有两种元素,那就是氦与氢。所有元素中只有氦与氢的熔点、沸点均在一250℃之下。氦3与氢3是同质异位素,均为核聚变材料。RZb中亿财经网财经门户

        不同点在于氦是惰性气体,不与任何元素化合,独来独往,原子也是分子,只有单质一种存在状态。地表大气中也有少量存在。氢是亲氧元素,电负性2.1,有+1、一1、0多种氧化态,有极为多样的化合物和单质两大类存在状态。氢的化合物中最多者为有机物、生物分子。氢的单质有双原子分子和单原子分子及离子。双原分子在地表、大气层有少量分布,氢原子存在于地球大气层之上。RZb中亿财经网财经门户

21. 氦3如何聚变?

当氦星核中心的温度达到1亿开时,氦燃烧被点燃。 氦燃烧把三个氦原子核聚合成一个碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一个氦原子核,生成氧原子核。氧原子核还可吸收一个氦原子核,生成氖原子核,不过发生这一反应的概率很低。至于氖原子核进一步吸收氦原子核的概率就更低了,可以忽略不计。恒星的氦燃烧速度比氢燃烧快得多,对于太阳,氦燃烧阶段只能持续大约20亿年。 氦-3是一种核聚变发电燃料。用氦-3进行核聚变反应具有很多优点:①反应产生的能量更大;②传统的氚核反应过程中,伴随核聚变能的产生,要产生大量的高能中子,而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤;相反的,若用氦- 3作为反应物,则主要产生高能质子而不是中子,对环境保护更为有利;③氚本身具有放射性,氦-3不仅没有放射性,而且反应过程易于控制。因此氦-3是一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料。   氦-3不仅是核聚变发电燃料,而且也是火箭和飞船的燃料,未来的载人火星飞船,可以从月球上添加这种燃料,然后飞往火星。另外,从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。氢也可以作火箭燃料,同时如与氧结合,还可以制成水。   月壤中氦-3的含量较为稳定。根据“阿波罗”飞行和月球探测器的结果计算分析,月壤中氦-3资源总量可达100万~500万吨。而地球上天然气可提取的氦-3 是非常少的,大约只有15~20吨。   建设一个500兆瓦的氦-3核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅需50千克。如果美国全部采用氦-3核聚变发电, 年发电总量仅需消耗25吨的氦-3,而中国仅需要8吨。全世界的年总发电量约需100吨氦-3。换句话说,月壤中的氦-3可供应地球能源需求上千年。另外,氦-3 的能量回报率为270,原子能发电的能量回报率为20,煤为16。   将来如果在月球上建立核聚变发电站,将发出的电能传输到静止轨道上的中继卫星,再传送到位于地球上的接收站,然后再分配到各个地区,即可供用户使用。另外,也可以将月球表面的尘埃收集起来,从中分离出氦-3,然后将其变成液态带回地球。科学家计算,每年只需发射2~3艘载重50吨的货运飞船到月球上去,从月球上运回100至150吨的氦-3,即可供全人类作为替代能源使用一年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一RZb中亿财经网财经门户

22. 氦3是什么能源?

氦-3是氦气的同位素气体,是一种如今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。RZb中亿财经网财经门户

23. 什么是氦能源?

氦-3,这种特殊的氦才是能源,在地球上极稀少,在宇宙其他地方有富集的。月球上有很多。RZb中亿财经网财经门户

氦气,是一种稀有气体,英文名为Helium,元素符号为He,原子序数2。[1]为无色无味的惰性气体,化学性质不活泼,一般状态下很难和其它物质发生反应。RZb中亿财经网财经门户

氦元素是仅次于氢元素的宇宙中含量第二的元素,占星系星体大约24%的质量。天文学家让森(Pierre Jules cesar Janssen)和洛克耶(Joseph Norman Lockyer)在1868年观察到一条太阳光中的未知特征谱线而发现的。但是一直到1895年,英国化学家拉姆齐(William Ramsay)爵士才在一个富含铀的放射性矿脉中发现地球上也有氦。RZb中亿财经网财经门户

24. 氦3如何聚变?

当氦星核中心的温度达到1亿开时,氦燃烧被点燃。 氦燃烧把三个氦原子核聚合成一个碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一个氦原子核,生成氧原子核。氧原子核还可吸收一个氦原子核,生成氖原子核,不过发生这一反应的概率很低。至于氖原子核进一步吸收氦原子核的概率就更低了,可以忽略不计。恒星的氦燃烧速度比氢燃烧快得多,对于太阳,氦燃烧阶段只能持续大约20亿年。 氦-3是一种核聚变发电燃料。用氦-3进行核聚变反应具有很多优点:①反应产生的能量更大;②传统的氚核反应过程中,伴随核聚变能的产生,要产生大量的高能中子,而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤;相反的,若用氦- 3作为反应物,则主要产生高能质子而不是中子,对环境保护更为有利;③氚本身具有放射性,氦-3不仅没有放射性,而且反应过程易于控制。因此氦-3是一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料。   氦-3不仅是核聚变发电燃料,而且也是火箭和飞船的燃料,未来的载人火星飞船,可以从月球上添加这种燃料,然后飞往火星。另外,从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。氢也可以作火箭燃料,同时如与氧结合,还可以制成水。   月壤中氦-3的含量较为稳定。根据“阿波罗”飞行和月球探测器的结果计算分析,月壤中氦-3资源总量可达100万~500万吨。而地球上天然气可提取的氦-3 是非常少的,大约只有15~20吨。   建设一个500兆瓦的氦-3核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅需50千克。如果美国全部采用氦-3核聚变发电, 年发电总量仅需消耗25吨的氦-3,而中国仅需要8吨。全世界的年总发电量约需100吨氦-3。换句话说,月壤中的氦-3可供应地球能源需求上千年。另外,氦-3 的能量回报率为270,原子能发电的能量回报率为20,煤为16。   将来如果在月球上建立核聚变发电站,将发出的电能传输到静止轨道上的中继卫星,再传送到位于地球上的接收站,然后再分配到各个地区,即可供用户使用。另外,也可以将月球表面的尘埃收集起来,从中分离出氦-3,然后将其变成液态带回地球。科学家计算,每年只需发射2~3艘载重50吨的货运飞船到月球上去,从月球上运回100至150吨的氦-3,即可供全人类作为替代能源使用一年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一RZb中亿财经网财经门户