氦3有什么用?如何获得?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/19 16:01:45
氦3有什么用?如何获得?
氦3有什么用?如何获得?
氦3有什么用?如何获得?
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.