神奇的“氦電”

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      “氦電”是一種從氦元素和它的同位素中獲取的電能,是一種大有希望的新型能源。

  1868年,法國天文學(xué)家詹遜觀測日食的時候,在日冕光譜中發(fā)現(xiàn)了氦。這種稀有氣體,充斥 在宇宙空間大氣層中。它無色無味,在空氣中大約占整個體積的0.0005%,密度只有空氣的1/7.2,是除了氫以外密度最小的氣體。別看氦的數(shù)量少、密度小,但它的本領(lǐng)可不一般。能夠應(yīng)用于填充霓虹燈、電子管、飛艇和飛船,也可用于原子反應(yīng)堆和加速器,冶煉和焊接金 屬時還可以用作保護氣體。

  當(dāng)夜晚走過繁華鬧市的時候,五顏六色的霓虹燈會使人感到進入一個神奇的境地,而氦在里 面發(fā)揮了重要的作用。在玻璃細管中充入氦,經(jīng)過通電激發(fā)產(chǎn)生能量,從而能夠發(fā)出淺紅色的光。此外,以氦、氖為工作介質(zhì),不能夠制成氦-氖激光器,在激光技術(shù)運用中發(fā)揮重要 的作用。在對某些金屬進行焊接加工的時候,往往還要請氦來充當(dāng)保護氣。比如人們常見的 金屬鋁,在遇到高溫的情況下,跟周圍的空氣很容易發(fā)生氧化反應(yīng)而生成氧化鋁,所以,對其 進行焊接十分困難。如果在鋁的周圍用氦保護起來,使鋁銳離與空氣的接觸,再來焊接就會 很容易進行。

  人類社會進入20世紀(jì)90年代之后,科學(xué)家利用氫的同位素氚和氚進行控制性瓜,取得突破性 的進展。作為這種受控?zé)岷朔磻?yīng)重要元素的氚,在自然界中并不存在,需要從核反應(yīng)中獲取。因此,美國科學(xué)家提出一個以氦的同位素氦-3代替氚的新設(shè)想。這樣,受控?zé)岷朔磻?yīng)裝置既不存在放射性,又可以用氚反應(yīng)的體積小,結(jié)構(gòu)簡單,造價也低。現(xiàn)在,人類探測到月 球表面覆蓋著的一層由巖悄、粉塵、角礫巖和沖擊玻璃組成的細小顆粒狀物質(zhì)。這層月壤富含由太陽風(fēng)粒子積累所形成的氣體,如氫、氦、氖、氬、氮等。這些氣體在加熱到700℃時,就可以全部釋放出來,其中,氦-3氣體是進行核聚變反應(yīng)發(fā)電的高效燃料,在月壤中的資源 總量可以達到100-500萬噸。另據(jù)計算,從月壤中每提煉出一噸氦3。還可以獲得約6300噸氫氣、700噸氮氣和1600噸含碳氣體(CO、CO2)。所以,通過采取一定的技術(shù)措施來獲得這些氣體,對于人類得到新的能源和維持永久性月球基地十分必要。

  隨著航天技術(shù)發(fā)展,科學(xué)家已設(shè)計出一種裝置來收集月壤中的氦-3,經(jīng)試驗證實,利用氚和氦-3的熱核聚變反應(yīng)是最理想的一種核聚變反應(yīng),它轉(zhuǎn)換為電能的效率最高,而產(chǎn)生的放射性最低。如果今后每年能夠從月壤中開采1500噸氦-3,就能夠滿足世界范圍內(nèi)的能源需要。若再考慮到其它星球上的氦-3,那么,利用氦能發(fā)電的前景將是無比樂觀的。


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