为什么氦-3超流体中没有速度限制？

就是想对原子质量为3的氦原子，其质子数为2，中子数为1的原子

应该是氦的同位素，原子量是3

关于氦-3这种东西，很了解它的人并不多，实际上它是一种无色无味的氦气同位素气体，被公认为一种未来将被广泛应用的核聚变能源燃料，因为氦-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，而且聚变反应过程易于控制，既环保又安全，所以有这种原材料做基础的话，人类很快能掌握可控核聚变技术，并且实现高效、安全、廉价、清洁无污染发电。那么氦-3在发电方面的优势有多大呢？对照比较一下就能发现，我国每年的发电都需要耗费大量的资源能源，其中消耗的能源相当于近50亿吨标准煤，然而如果用氦-3聚变能的话，只需要20吨就够了，即便是全世界每年的发电量，使用100吨氦-3也足够了，所以氦-3发电的优势非常明显，它也被科学家们称为"完美能源"。然而氦-3在地球上含量非常少，已探明容易获取的这种资源只有500公斤左右，也就是只有半吨，但是在月球表层的土壤中这东西含量却高达100万吨，是地球的200万倍，足够全世界发电使用1万年。看到这里，可能很多朋友都有点蠢蠢欲动了，心想那就赶紧去月球上把这种东西弄回来啊！是啊，科学家们也这么想，很多国家的领导层也这么想，而且也早有人预言，因为氦-3具有的能源优势，将来的月球或成为世界各国争夺的能源“波斯湾”。那么为啥还不见人类在这方面有所行动呢？主要的原因实际上是对现阶段的人类来说开采月球能源还是一个很难做到的事情，首先人类必须先在月球上建立人类能居住的基地，再把很多开采设备弄到月球上，而且还必须保障地球与月球之间的人与货物的来回运输，这需要很多大推力火箭把各种东西发射到月球，也需要从月球把东西发射回来，其他各方面的技术也需要很成熟才行。不仅如此，在月球上提取氦-3也并不容易，首先需要将月球土壤加热到700摄氏度以上，而由于月球上没有氧气，不容易用燃烧的方式进行，因此把氦-3提取出来也很麻烦。 不过这些技术问题以后终究会被解决的，如今世界各大国都有科学家围绕月球上氦-3的储量、采掘、提纯、运输等问题悄然进行着相关研究。我国在这方面也没有闲着，我国探月工程里面就包含一项重要计划——对月球氦-3含量和分布进行一次由空间到实地的详细勘察，为人类未来利用月球核能奠定坚实的基础。比如2015年是我国嫦娥3号卫星以及其所携带的玉兔月球车就曾经测量过月球的土壤层到底有多厚，实际上这对于我们计算月球氦-3含量意义重大，这是别的国家还没有做过的事情，而我们也从中得到了较为可靠的月球土壤的厚度数据，报道说有专家认为前人的估计方法很可能普遍低估了月壤厚度和氦-3总储量。不仅如此，下一步我国的探月工程嫦娥4号将实现月球背面软着陆探测那里的月球表面环境和月壤情况，嫦娥5号还将从月球上进行月壤取样并返回地球研究，另外还将研究地月空间环境，为进一步的月球能源 探索 和开发提供依据，期待我们能在氦-3的 探索 开发和利用上引领世界，更好的造福人类吧。答案：因为利用氦-3来发电根本就是一个伪命题 目前所有的核电站都是通过重核裂变的形式发电的，在裂变过程中会产生大量的核废料处理起来相当麻烦。 而通过氦元素的同位素氦3作为核聚变发电的原材料，能够产生比铀235裂变高几倍的能量，同时氦3作为聚变原材料不会产生中子，也就是不会产生核辐射，并且嫦娥二号已经探测到月球的氦3储备有上百万吨，100吨相当于全球一年的能源总和，那么月球上的氦3可以供人类使用1万年的时间。 无污染、储量大、能源效率高，理论上来说这简直是完美的原材料， 但实际上 氦3想要发电是完全不可能的。 氦3+氘核反应产生氦4+质子,这是氦3聚变的基本原理，而实际上在核聚变中如果将原材料氦3和氘核混合在一起，首先进行的是氘-氘核聚变反应，因为原子核如果带电荷越多，那么原子核之间产生的库伦斥力就越大，所以一定是原子核所带电荷越小的原子核越容易发生反应，氘质子数是1，而氦3的质子数是2。在受控核聚变中，一定是氘-氘核聚变反应需要的温度更低，反应条件更宽松；氘-氦核聚变反应需要的温度更高。 这样就产生了一个问题，在托卡马克装置升温的过程中氘核会自己先发生聚变反应将原材料耗尽，最后只剩下氦3，而氦-氦核聚变反应原子核之间的斥力非常大，没有足够的反应截面积，达不到反应速率，无法进行核聚变反应。 所以想要通过氦-3和氘核进行核聚变反应在理论上也是做不到的。 这个问题就像，当人们没有炼铁技术的时候，在山里发现大量铁矿石，为什么不会运回来？ 因为那时的人还不会炼铁，运回来干嘛呢。月球土壤里虽然有大量的氦-3，姑且不考虑采集运输的费用，主要是人类还没有掌握可控核聚变，氦-3原料再多，目前人类还用不到啊。可控核聚变目前还是人类最需攻克的世界难题，保守来看需要几十甚至百年来进行攻克。目前人类能够利用的人工核聚变，是不可控的热核反应 - 氢弹。它是通过裂变点火，靠惯性力把高温高压的等离子体进行约束。 人们当然也在尝试各种人工可控的惯性约束，例如使用激光打靶的方式实现激光惯性约束核聚变。采用少量热核物质的爆发来实现能量利用，但目前都还在试验摸索阶段。通过磁约束建造可控聚变反应堆，是目前最有希望实现人工核聚变的一种方法。通过强磁场来约束等离子体，并对其加热，实现聚变点火。世界上已经有多个托卡马克实验堆，美国，欧盟，中国，日本都在展开相关研究。 但可控聚变目前都还处在基础研究阶段，离商业应用还有至少几十年的路要走。一旦人工可控核聚变实现，人类的能源利用突飞猛进，核聚变的燃料不会成为问题。欢迎评论，关注量子实验室。 氦-3是氦的一种没有放射性的同位素，它被用于核聚变反应不会造成辐射，所以这是一种理想的清洁能源。虽然月球上的氦-3储量非常丰富，多达上百万吨，但问题是人类至今还没有掌握可控核聚变，所以现在就去把氦-3运回来干啥？虽然人类已经掌握了核聚变反应——氢弹，但这是不可控的，无法用于生产生活。现在，各国正在努力研究可控的核聚变反应——氘和氚、氘和氦-3或者氦-3和氦-3，但至今还未取得实质性的突破。只有当可控核聚变可以成功商业化了，人类才会想着去月球把氦-3运回来。但这还要面临很多难题。首先，要把氦-3大量运回来，需要大型的火箭以及月球基地。其次，从月球运回的氦-3不是纯净物，而是需要从月球表皮土中提取，这又是一道技术难关。因此，利用月球氦-3可能面临很大的成本问题。如果这些问题能够解决，那时才会真正开启月球大开采时代。 这个问题并不怎么严谨，不是没有人把月球的氦三运回地球，而正是人类把月球土壤带回来才发现其蕴藏着大量的氦三资源！ 美国在上个世纪60年代末七十年代初就成功登陆月球6次，每次可都是往地球带回月球土壤的，这里面就包含着氦三。我们对月球氦三的初步认识就源于人类带回来的月球土壤！其实我认为大肆渲染月球氦三资源有种哗众取宠的感觉！ 目前各个有能力的国家都争先恐后地进行登月比赛，比如发射各种探测器什么的。如果仅仅只是为了攀比就盲目登月，各国的纳税人怕是不同意！ 月球上的确蕴藏着大量的珍贵资源，包括氦三。而各国政府为了在太空竞争上不落后于他国，就不得不得画一个看起来切实可靠的大饼给民众。政府会说：你们都看，月球上有那么多氦三，这些都是核聚变的理想原料，而地球上的氦三却极为稀有，我们再不抓紧研究月球可就真落后了。其实氦三的确有一个很大的好处，那就是核聚变中不会产生较大辐射。因为 氘－氦3热核反应只会产生带电的粒子，只要这些粒子带电，就可以在磁场的作用下被束缚起来，不至于让这些粒子产生外部辐射！而其他类型的核聚变就会产生中子，这些高能的中子不带电，你无非通过磁场约束它们，目前人类还没有较好的办法应付这些高能中子的破坏！地球上的氦三资源极其短缺，其储量大概不足500kg，而月球上富含着上百万吨的氦三。科学研究表明：1万吨氦3就足够人类使用一个世纪！整个月球氦三储量足以让人类安然享用1万年！ 但是这里面有个很大的逻辑问题 可控核聚变人类目前看来是掌握不了了，起码要等一个世纪。即便人类现在开采了月球的氦三，那也是一堆无法大规模实用的资源。因为可控核聚变技术的掌握还遥遥无期！ 目前中国，印度，日本，欧盟和NASA以及Space－X都在寻求降低登月的成本。 我认为人类会恰巧同时掌握了低成本登月技术和可控核聚变的技术，那时候再开发月球的氦三为人类服务才是天时地利人和的最佳时机 。 但是我认为这样的愿景大概会在本世纪末才会实现！这个问题我想有三个方面的问题，最主要的还是现在尚无法使用。另外月球上开采能力尚不具备，以及运费太高昂，是目前没有人运回地球的原因。 氦-3发电主要是通过核聚变方式。可控核聚变的攻克，将在一个相当长的阶段解决人类能源危机问题，将 是人类 从石油文明走向核能文明的标志，是人类文明的一次重大突破。 目前世界上可控核聚变正在公关，但进展并不快，还只能在实验中短时间内实现对超高温等离子体的约束，还有太多的难题需要世界各国合作攻克。有科学家预测，可控核聚变有可能在2015年左右进入商业化运行，2050年广泛的造福于人类。 这个预测并不是很精确的，还有很多变数。因此在核聚变发电没有实现之前，过早的开采月球的氦-3实在没有必要。 况且可控核聚变的原材料并不一定非要使用月球上的氦-3。 核聚变能利用的燃料是氘核氚，海水中就大量存在，1升海水中就有1.03×10^22个氘原子， 可产生300公升汽油的能量， 每1立方公里海水中氘原子所具有的潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的能量，所以地球可聚变能源是取之不尽用之不竭的。 所以即使开始了可控核聚变发电的商业运行，也不一定要采用月球上的氦-3，到了那个时代，就看那种原料的成本低了。 从现在看来，开采月亮氦-3资源的成本还是个天文数字，无法估量。 月壤中富含氦-3，但我没有查到氦-3在月壤中到底具有多少含量，只知道大约总量在100-500万吨，100吨就够人类一年发电使用，所以月球上的氦-3可供人类使用10000年以上。 根据某些资料介绍，每提取1吨氦-3，还能够得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳，这说明提炼1吨氦-3至少需要月壤数万吨吧，我们总不能把成千上万吨的月壤运到地球上来吧。 这就必须在月球上把氦-3提炼出来，才能运回地球使用。提取是一个及其复杂的过程，首先要将月壤加热到700摄氏度以上，才能从中提出到氦-3。 要提取氦-3，就必须在月球上建立基地，这谈何容易。 迄今为止， 人类还只有美国在上世纪实现了载人登月，其他几个航天国家，包括中国，上月球还只能派出无人探测器。 太空运输成本及其高昂，据说航天飞机运送1公斤物质到太空站需要花费2.2万美元。太空站距地表只是400公里，而月球距离我们38万公里。 而且登陆月球的难度完全不能用距离叠加来计算，即使要运回1公斤的月壤，也要花费天价。所以现在开采和运送氦-3回地球还完全是个不切实际的空想。 美国已经开始实施载人重返月球计划，2020年开始实施，计划中就含有建立月球永久基地的内容。开始用机器人建设，建成必要的生活设施后开始派人常驻，渐渐形成永久基地生态循环能力，再开始进行一些生产活动。 这个过程需要几十年的时间，让我们拭目以待。 本文属“维权骑士”版权保护原创作品，若有需要请联系时空通讯授权，侵权必究。 地球上极度稀缺的 氦-3 ，用来做 核聚变发电 的燃料不仅效率高，而且没有辐射。氦-3在月球约有上 百万吨 ，够全人类用上万年。然而，人类已经有46年没有再登陆月球了，为什么不考虑把月球的资源运回地球呢？ 回忆大航海时代，哥伦布发现北美洲，这是一片全新的土地，有丰富的物产资源，土著还能当苦力，从此，人类进入了新的纪元。但是月球和北美洲不一样啊，载人航天火箭不是哥伦布的小破船啊， 花上千亿美元 ，去 月球搬砖 ？更悲催的是，就算把月球土搬回来了，地球上的科学家还 没办法 让氦-3乖乖的在 核电站工作 呢。 说到这应该明白为什么人类不登月了，性价比实在太低。各国都改用探测器， 探索 月球、火星等等天体。以前登月是一种炫耀国力的方式，如今在和平年代，一切随缘吧。也许等到 地球资源枯竭 ， 科技 又足够发达的时候， 月球 才会变成人类的「北美洲」， 资源随用随取 ，甚至变成人类飞向太空的天然中间站，像大航海时代的深水不冻港。 人类未来的理想能源是可控核聚变，而氦3可以和氘一同进行可控核聚变反应，释放出大量能量 可控核聚变一大特点就是清洁安全，可是氦3要比氢还要安全清洁容易控制，而且产生的放射性物质微乎其微不会对人类产生任何危害，但是氦3在地球上的储量是非常稀少的，根据估算整个地球的氦3储量也不过100千克，这点储量用来搞科学研究都不够用，又谈何建设核电站用来发电呢？ 但是随着美国阿波罗计划的成功，登月宇航员们带回了数量众多的月球岩石，经过科学家的分析后发现月球上的氦3储量巨大，初步计算有100万吨氦3存在于月球表层，只要人类加热到合适的温度，那么就能把氦3大规模的提取出来用来发电或者运回地球。只需要20吨氦3就能满足美国一年的电力消耗需求，1500吨氦3就可以满足全人类一年的能源需求。 上个世纪以来美国登月为人类摸清了月球的底细，但是那时候的技术水平没有能力让美国对月球进行大规模的开发和利用，事实上知道今天人类也没能实质性的利用月球资源，甚至连大规模进入太空都做不到。 没有把氦3运回地球的原因就是各个国家都没有对氦3的需求，尽管氦3是超级能源但也需要可控核聚变取得突破后才能利用氦3来发电，再可控核聚变突破之前氦3对人类来说没有任何用处，而且现在去月球很烧钱，花那么多的钱去月球带回来一堆用不上的氦3，这个结果是任何国家都不能接受的。好在现在世界各国都有自己的月球计划，慢慢的月球总会成为人类的露天矿场和能源基地的 不可否认，月球上的氦3确实储量惊人，据估计仅仅月壤表层的氦3储量就达到了一百万吨，月球表层到地下五十米范围内的氦3储量更是达到了惊人的三到五亿吨！而且氦3也确实有我们平时了解到的清洁、能量密度极高的特点。至于为什么没有人运回地球，个人认为主要有以下三点原因:氦3是氦的同位素之一，它的原子核由两个质子和一个中子构成。是一种稳定的同位素。 图：氦3的原子结构 氦3作为一种热核反应的材料是非常安全的，利用氦3与氘（氢的同位素）进行聚变的产物是没有放射性的质子，没有中子的产生（中子束进入人体后，能够破坏人体细胞组织和中枢神经系统。当人体吸收的中子束达到一定剂量时，会造成人体损伤甚至死亡）。氦3来源于太阳，太阳风带着氦3向四周扩散。月球由于没有大气所以成为很好的氦3“收集器”，在月球诞生的45亿多年的时间里不停的收集着氦3。所以，月球表面存在着大量的氦3，估计储量有100万吨。按目前的世界能源需求，100吨氦3就能满足全球的能源所需。按这种算法，足够人类使用1万年。 按每年所需氦3的数量，只需要发射两三艘飞船去到月球运载回来就行了。而且在上世纪60年代就能完成的登月计划，在现在来说更加容易。那么为什么不去呢？ 图：月球背面第一，氦3的开采是困难的。首先要建立一个可以长期居住的、功能完善、可以基本自持的月球基地，然后还要派人上去长期值守，开采并提炼氦3。 第二，核聚变反应的技术尚未研发成功，目前还没有对这种安全的核燃料的需求。 第三，目前正在研发的核聚变反应堆利用的是氚氘作为聚变材料。而氘在地球上的含量非常丰富，足够人类用到地球毁灭，按现在的能源消耗量，能用上百亿年。用于生产氚的锂的储量也非常丰富。虽然这种核聚变反应堆会产生大量的核辐射，但防护措施做好也是安全的。 第四，需要的资金量太大。据估算，完成这个计划需要2500～3000亿美元，花费30～40年的时间。 故此，对于一个需大量资金持续数十年投入的、难度很大和现在还没有需求的项目来说，对资本没有一点吸引力。 什么时候去月球开采氦3才具备吸引力呢？ 由于氦3核聚变没有辐射，所以无需防护层，可以将反应堆做得较小。这种小型化核聚变反应可以用在航天飞机、核动力航母、核潜艇等需要小型化核聚变反应堆的场所。 图：核动力潜艇 图：构想中的核动力飞船所以，笔者认为，只有在核聚变反应堆研发成功并大规模商业化运营后，并且在一些需要小型化的核聚变反应堆需求量较大时，月球的氦3才有开采价值。

氦-3大量存在于月球是不争的事实，那么氦-3是如何形成的？氦-3，其实就是氦气的同位素气体，氦元素在宇宙中比比皆是，由于月球表面接近宇宙真空环境，加上太阳风的吹啊吹，吹了几十亿年，恒星产生的氦-3更灰尘一样在月球表面积累着。目前计算表面，月球上的氦-3可能在100多万吨，储量是相当惊人的，氦-3如果用于核聚变，那么可以大大降低化石燃料的需求，同时40吨氦-3就可以供美国人使用一年的点，100吨的氦-3所能提供的能量，就可以供全世界使用一年，这是相当惊人的能源。如果月球有大气，那么氦-3就不会有这么多了，同理由于地球有大气，所以太阳风中携带的氦-3不会更灰尘一样落到地球表面。这是月球表面环境决定的，其能够变成太阳风吹过后的物质聚合场地。在月球上，有高效的能源氦-3，根据探测的结果显示，月球上有超过100万吨的氦-3，如果好好利用前途无量。同时，太阳系中还有其他资源，比如在土卫六上，有大片的甲烷海洋，据估计，其含量超过了地球上的甲烷含量。月球上的氦-3只是众多资源中的一种，许多资源在太空中比比皆是，地球上却非常稀少。由此可见，人类探索太空并不会导致地球资源耗尽，反而是解决这一问题的一个重要途径。

因为氘与氦三(He3)的散射截面比氘氚要小很多，前者在300keV下的截面只有0.8b, 所以需要更多的能量输入，聚变的条件(比如温度和浓度以及约束能量)也更高些。聚变需要的条件：等离子体浓度，等离子体温度和约束能量不过也确实如题主所说，氘氚聚变产生的高能中子是个问题，并不能像质子这样容易磁场约束，而且高能质子也可能可以实现直接电能的转化。但因为目前人类技术有限，还远达不到氘与氦三(He3)聚变的条件，更为容易的氘氚聚变因此成为现在的选择。首先最后一句话从哪里得到的结论呢？氦3既然是从氚中生产的，为啥反而比用氚还便宜呢？怎么考虑也是更贵啊，多了一道生产过程啊。氚在目前的反应中是理论上自持的，就是自己能够循环的。而在氘氦3的反应中，氦3是实际消耗的。显而易见，氚获得氦3来进行反应是贵得多的。氦3聚变难度也要大得多，需要更高的能量引发聚变。目前最简单的做着都不是，的顺利，更别提这个了。氦3核聚变需要的温度非常高，在近未来只适用于核脉冲爆震发动机，可以用做航天器燃料，对于地球电网之类无意义。无论人类取得怎样的技术突破，氦3不会成为代替化石燃料的新能源，因为利用海水里的氘的条件比利用氦3低。海水中的氘对现代人类来说多到不行，但氘-氘聚变需要的温度太高，点火要求约为氘-氚聚变的6倍，现有技术只有做成热核武器锅炉才能对外发电。氘-氦3聚变的中子辐射很小，能量输出比氘-氚、氘-氘更强，然而点火要求比氘-氚高10倍，现有技术用不起来。开采月球氦3是很困难的，想要一克氦3至少要处理一百五十吨月球表土，再从月面运输回来代替化石燃料纯属多此一举，即使靠微波输电打回地球也是直接在轨道上输太阳能转换的电比较好。

氦-3 (He-3)气体 无色，无味，无臭稳定的氦气同位素气体，一般储存于气瓶中的高压气体，天然氦-3含量是1.38x10 -6 。当其含量增加导致氧气含量低于19.5%时有可能引起窒息，需要配备自吸式呼吸面具。 分子量 3.01603 标准体积 6.032 m3/kg 沸点 -452°F(-270°C)。氚衰变可得到氦-3并放出β射线。 基本介绍 中文名 ：氦-3 英文名 ：He-3 分子量 ：3.01603 CAS登录号 ：14762-55-1 沸点 ：3.19K 外观 ：无色的气体 套用 ：氦-3与氘进行热核反应 未来能源,氦-3的作用,安全性,发现,具体介绍,套用前景,未来新能源,分离方法, 未来能源 氦-3的提取是一个极其复杂的过程。人们首先需要将月球土壤加热到700摄氏度以上，才可以从中提取到氦-3。开发、运送月球上的能源也有很多难题需要解决。比如，需实现月球和地球之间的人、货运输，首先要有足够大推力的运载火箭。另外，要在没有大气包裹的月球表面着陆，主要只能靠反推火箭来缓冲，如何保障安全是一大难题。此外，氦-3提取成功后如何利用呢？这同样是一个技术难题。 因为使用氦-3的热核反应堆中没有中子（氦-3与氘进行热核反应只会产生没有放射性的质子），故使用氦-3作为能源时不会产生辐射，不会为环境带来危害。但是因为地球上的氦-3储量稀少，无法大量用作能源。幸好，根据月球探测的结果，月球上的氦-3含量估计约100万吨以上。 100吨氦-3便能提供全世界使用一年的能源总量。 氦-3的作用 进入到21世纪，新一轮的登月计画再次席卷全球，其中有一个很重要的原因，是为人类社会的持续发展寻找新的能源。在一部非常著名的科幻电影《月球》中，我们看到了月球上的氦-3采集基地。月球上的采集员常驻月球采集氦-3，定期把氦-3送回地球，在那一时期，氦-3已经成了地球重要的能源。月球上氦-3含量丰富，但是月球上的氦-3真的可以为我们所用吗？ 月球上氦3分布图 随着世界石油价格的持续飞涨，越来越多的国家和组织开始把目光转向了月球，各国科学家正围绕月球上氦-3的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。这种在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的核聚变发电燃料，被科学家们称为“完美能源”。也许在未来的某一天，月球将会犹如20世纪中叶的波斯湾。 安全性 安全资料：无毒，会导致窒息。 燃烧性：不燃烧气体 气瓶材质：铁合金，铝 DOT 标签：Green, Nonflammable Gas DOT 危险等级：2.2 UN No.： UN 1046 CAS No. ：7440-59-7 发现 1996年，戴维·李（David M. Lee, 1931~ )、道格拉斯·奥谢罗夫（Douglas D. Osheroff, 1945~）和罗伯特·理查森（Richard C. Richardson, 1937~ ）因发现了氦-3（ 3 He）中的超流动性，共同分享了1996年度的诺贝尔物理学奖。 具体介绍 在自然界，存在着 3 He和 4 He两种同位素。 4 He的原子核有两个质子和两个中子；而 3 He只有一个中子。20世纪30年代末期，卡皮查发现 4 He的超流动性。朗道从理论上解释了这种现象，他认为当温度在绝对温度2.17K时， 4 He原子发生玻色爱因斯坦凝聚，成为超流体，而像 3 He这样的费米子即使在最低能量下也不能发生凝聚，所以不可能发生超流动现象。金属的超导理论（BCS理论）的提出使得人们认为在极低温度下 3 He也可能会形成超流体。但是人们一直未能在实验上发现 3 He的超流动性。20世纪70年代，戴维·李领导的康奈尔低温小组首次发现了 3 He的超流动性，不久，其它的研究小组也证实了他们的发现。 氦气 3 He超流体的发现在天体物理学上有着奇特的套用。人们使用相变产生的 3 He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 3 He，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。 3 He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。 套用前景 氦-3的巨大套用前景以及登月计画 月球是解决地球能源危机的理想之地，“氦-3”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。但氦-3在地球上的蕴藏量很少，人类已知的容易取用的氦-3全球仅有500千克左右。而根据人类已得出的初步探测结果表明，月球地壳的浅层内竟含有上百万吨氦-3。如此丰富的核燃料，足够地球人使用上万年。我国探月工程的一项重要计画，就是对月球氦-3含量和分布进行一次由空间到实地的详细勘察，为人类未来利用月球核能奠定坚实的基础 。 我国的探月计画中，有一件事情是外国从未涉足的：我国计画测量月球的土壤层到底有多厚，这对于我们计算月球氦-3含量意义重大，如果工程顺利，我们估算氦-3的资源含量可能要比前人前进一步。最后，我们将研究地月空间环境，这对于地球环境和人类社会的发展都是至关重要的。 2015年4月，我国科学家利用嫦娥三号“玉兔”月球车的测月雷达数据首次给出了较为可靠的月壤厚度估计，认为前人的估计方法可能普遍低估了月壤厚度和氦-3总储量。 日本报导 日本《外交学者》网站1月7日刊文称，许多国家都在悄悄的为第四代核武器寻找氦-3材料，得到这种无放射性沉降物的材料将成为世界新的霸主，而中国在这场竞争中，获得了胜利。 未来新能源 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2.6mK以下的时候，液体状态的氦-3还会出现“超流”现象，即没有黏滞性，它甚至可以从盛放它的杯子中“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（偿还比不到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如今核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍，如果人类如今就开始着手实施从月球开采氦-3的计画，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，该计画总似的费用将在2500亿到3000亿美元之间。 分离方法 氦-3等同位素气体的分离主要方法有气体扩散法离子交换法、气体离心法，另外还有蒸馏法、电解法、电磁法、电流法等，其中以气体扩散法最成熟。“浓缩”的使用涉及旨在提高某一元素特定同位素丰度的同位素分离过程，例如从天然铀生产浓缩铀或从普通水生产重水。 气体扩散法——这是商业开发的第一个浓缩方法。该工艺依靠不同质量的同位素在转化为气态时运动速率的差异。在每一个气体扩散级，当高压气体透过在级联中顺序安装的多孔镍膜时，其轻分子气体的气体更快地通过多孔膜壁。这种泵送过程耗电量很大。已通过膜管的气体随后被泵送到下一级，而留在膜管中的气体则返回到较低级进行再循环。在每一级中，浓度比仅略有增加。浓缩到反应堆级的铀-235丰度需要1000级以上。 气体离心法——在这类工艺中，气体被压缩通过一系列高速旋转的圆筒，或离心机。同位素重分子气体比轻分子气体更容易在圆筒的近壁处得到富集。在近轴处富集的气体被导出，并输送到另一台离心机进一步分离。随着气体穿过一系列离心机，其同位素分子被逐渐富集。与气体扩散法相比，气体离心法所需的电能要小很多，因此该法已被大多数新浓缩厂所采用。

地球上大部分的这个元素可能在地心，地的表皮是比较少的，所以才会出现这种情况。

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氦-3 (He-3) 无色，无味，无臭稳定的氦气同位素气体，储存于气瓶中的高压气体，天然氦-3含量是1.38x10-6。当其含量增加导致氧气含量低于19.5%时有可能引起窒息。配备自吸式呼吸面具。 分子量 3.01603 标准体积 6.032 m3/kg 沸点 -452°F(-270°C) 氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子。 是一种清洁、安全和高效率的核融合发电燃料。

根据计算，获得1千克氦－3大约需要处理20万吨月壤，从月壤中提取氦－3，可以用移动式开采设备挖掘月壤，再对月壤进行分离和筛选，把氦－3含量高的月壤分离出来。经粉碎，使它们变成尺寸小于20微米的月壤颗粒，然后放入真空加热的释气炉内，加热到600℃，此时植入月壤中的太阳风成分便可以释放出来。以上方法得到的氦是氦－3和氦－4的混合气体，还需要把它送入低温分馏塔进行两种同位素的分离。在分馏塔内，温度低达－271℃，氦－4在－269℃时变为液体，而氦－3在－270℃时变为液体。液态氦－4的密度比液态氦-3高1倍多，可以利用这一密度差造成的比重差别，把它们分离开来。月球表面温度白天高达1300℃，夜晚则可降到－1500℃以下。因此，可以在白天从月球土壤提取含有氦－3的混合气体，并在夜晚对其进行分离，以节省所消耗的能量。由月球土壤加热得到的混合气体中还含有大量的氢和氮，它们同样可以通过低温分馏来分离掉。将氦－3运到地球上来作为发电的燃料，不存在月球太阳能电站所遇到的向地球送电的困难。它很可能真的会在21世纪内开始成为人类的绿色能源。据估计，月球上的氦－3足够我们人类使用上万年。

质子数相同、氦3有1个中子、氦4有2个中子、不明白就HI我、、、

氦-3 (He-3)气体 无色，无味，无臭稳定的氦气同位素气体，一般储存于气瓶中的高压气体，天然氦-3含量是1.38x10-6。当其含量增加导致氧气含量低于19.5%时有可能引起窒息。配备自吸式呼吸面具。 分子量 3.01603 标准体积 6.032 m3/kg 沸点 -452°F(-270°C)。氚衰变可得到氦-3并放出β射线。

在计划开采月球上的氦-3的同时,日本科学家正在雄心勃勃地设计富有生命力的氦-3核聚变装置。弘百田教授称这种装置叫“阿尔特弥斯”，是用希腊神话中的月亮和狩猎女神的名字命名的。这个装置中有一个磁瓶,它可以吸住氦-3和氘核等离子束,并能使加热到10亿 的等离子体远离反应堆的四壁，避免烧毁反应堆。在10亿 的温度下,氦-3 和氘就足以发生热核聚变反应,产生极大能量。 但要达到这一温度可不是一件轻而易举的事。目前世界上已有的实验性核聚变反应堆，在用激热的粒子束加热氘-氚燃料时,已经达到的温度只有几百万摄氏度,而且很不稳定。目前,能保持等离子体达到高温的寿命只能达到几分之一毫秒,它就像风中的蜡烛,“一吹就灭”。而任何一种有实用价值的商业性核聚变装置必须至少保持几秒钟的稳定,才能使聚变装置中的燃料发生持续聚变。在理论上,热核聚变反应时,会产生足够的能量保持自身的燃料。但如果热损失太大，核聚变过程就可能终止。 弘百田教授现在力图得到热损失少又能提供稳定的高温等离子体的装置。他希望他设计的磁瓶能使高能质子沿磁场边缘线逃逸,而在中心捕获较少的高能原子核。这些磁场边缘线控制“阿尔特弥斯”里面的质子飞向一个和粒子加速器相反类型的粒子减速器。正如弘百田所描述的那样,带电粒子通过磁场加速时，就将动能直接转变成为电能。他希望能够作到将质子能量的76%转变成电能，而蒸汽涡轮机最多只能达到40%的转换效率。弘百田说,在核聚变反应堆中产生的高能电子也可以用同样的方法控制,它们的能量也可以利用。 但迄今为止,这些减速器还没有试验过。弘百田教授正在寻求合作伙伴,以帮助他建立和试验这种减速器。虽然减速器可以把质子的大部分能量转变成电能,但有少量质子的能量不能转变。这部分质子将远离减速器而以极大的速度飞行,尽管其能量并不多。因此“阿尔特弥斯”还设置有一个传统的蒸汽涡轮机，以便利用这些粒子的剩余能量。 和氘-氚核聚变反应堆比较,“阿尔特弥斯”可能算是一种很小的装置，它约150米长，10米宽,重量约3000吨，也就相当于一艘大的核潜艇的重量。但这仅仅是全尺寸的氘-氚核聚变反应堆的重量的十分之一。 氦-3核聚变反应堆的另一个优点是产生的核废料少。传统的核裂变电站的废料比预计的氘-氚核聚变装置的废料的放射性大10000倍，体积大10倍。而“阿尔特弥斯”又比氘-氚聚变反应堆的核废少,它不仅不会产生高剂量的放射性核废料，即使是低剂量放射性核废料也比氘-氚聚变反应堆的低80%。 氦-3核聚变装置还提供了其他激动人心的前景,它产生的质子是一种治疗癌症的有效医疗手段。因为它是一种非常精确的能量,可以在一个小的肿瘤上精确地聚焦,杀死癌细胞。航空航天专家也对氦-3核聚变装置很感兴趣,因为它可以通过弹射高速质子作为航天飞机的推进器。

氦－3是氦的同位素，含有2个质子和1个中子。它有着许多特殊的特性。当氦－3和氦－4以一定的比例相混合后，通过稀释制冷理论，温度可以降低到接近绝对零度。在温度达到2．18K以下的时候，液体状态的氦－3还出现“超流”现象，即没有黏滞性，它甚至可以从盛放的杯子中“爬”出去。然而，当前氦－3最被人重视的原因还是它作为能源的潜力。氦－3可以和氢的同位素氘发生核聚变反应，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。

太阳内部的核聚变形成的，随太阳风到达月球的

科学家分析美国阿波罗登月航天员和苏联“月球”号探测器带回的月球土壤，发现月球土壤中含有丰富的氦3，总量达100万吨以上。氦3是氦的一种同位素。氦原子核一般由2个质子和2个中子组成，即氦4，而氦3则少1个中子，这使它成为核聚变材料。而且，用氦3的聚变能发电比较安全。在地球上，天然的氦3很少，总量不过几千克。用氢的同位素氚蜕变为氦3，也只不过10～20千克。我们知道，月球是由在地球受撞击时飞溅出去的物质集结而成的。那麼，月球上的氦3是从哪里来的呢?研究认为，月球上的氦3主要来自太阳风。经研究，太阳风中含有4%的氦，其中科学家分析美国阿波罗登月航天员和苏联“月球”号探测器带回的月球土壤，发现月球土壤中含有丰富的氦3，总量达100万吨以上。氦3是氦的一种同位素。氦原子核一般由2个质子和2个中子组成，即氦4，而氦3则少1个中子，这使它成为核聚变材料。而且，用氦3的聚变能发电比较安全。在地球上，天然的氦3很少，总量不过几千克。用氢的同位素氚蜕变为氦3，也只不过10～20千克。我们知道，月球是由在地球受撞击时飞溅出去的物质集结而成的。那麼，月球上的氦3是从哪里来的呢?研究认为，月球上的氦3主要来自太阳风。经研究，太阳风中含有4%的氦，其中氦3和氦4的比例为5：10000。由于月球没有磁场，太阳风可直达月球表面。又由于月球没有大气，经常受陨石撞击，土壤疏松，氦3到达后被土壤粒子包围，就留在了那里。因为氦3原能级较低，它们不会进入很深的土壤。和氦4的比例为5：10000。由于月球没有磁场，太阳风可直达月球表面。又由于月球没有大气，经常受陨石撞击，土壤疏松，氦3到达后被土壤粒子包围，就留在了那里。因为氦3能级较低，它们不会进入很深的土壤。听说过可燃冰吗？可燃冰裏的甲烷，就是天然气，也没有和冰发生任何化学反应，是水分子以晶体结构的形式把甲烷分子给封锁住了，所以能形成可燃冰，同理，氦3也是如此，被疏松的泥土固定住了。至于能级比较低，意思是：当氦3还在太阳风里时，它具有的能量低，因此动能就少，根据动能定理，它的穿透能力就低了，因此不能进入很深的土壤。至于引力大小问题，一旦氦3分子被土壤固定，就算拿到真空去，也没有什么泄露问题的，除非你对它进行加热。就像加热可燃冰一样。

氦-3 (He-3)气体 无色，无味，无臭，稳定的氦气同位素气体，一般储存于气瓶中的高压气体，天然氦-3含量是1.38x10-6。当其含量增加导致氧气含量低于19.5%时有可能引起窒息。配备自吸式呼吸面具。 分子量 3.01603 标准体积 6.032 m3/kg 沸点 -452°F(-270°C)。

每燃烧1公斤氦-3，就可产生19兆瓦的能量，足够供莫斯科市照明用6年多。5公斤氦3聚变所产生的能量，可以抵得上一个大亚湾核电站。

先说一句题外话：真正搞核聚变是绝对不会使用氦3的，先不要说技术难度，就连成本这一关都过不了，这是科学家用来说服公众提出的概念。回到本题，题目的意思其实就是从月球向地球运输，什么方法最便宜，运什么都是次要的。现在能够想到的最便宜的方法是电磁弹射。也就是用电磁弹射器将货物直接从月球表面打到返回轨道上，经过简单的修正后直接再入地球大气层。如果运输量巨大，那就分批先打到月球环绕轨道上，由太空拖船捕获并集中捆绑后拖回地球，为了减少成本开支，太空拖船可以采用电离子火箭，并且不跟货物一起返回地球，而是留在地月轨道上重复使用。从技术上讲，电磁弹射器现在都完全可以实现了（在真空状态下电磁弹射比地球上要简单，地球上几十公里长的磁悬浮线路搬到月球上足够当巨型弹射器用），唯一的困难只是没有足够的预算。对于小宗货物（就比如氦3那么小的量）来说，到了我们能够在月球上进行工业生产的年代，地月之间的定期载人航班一定已经是常态了，用载人飞船捎带一些回来也就可以了，成本可以忽略不计的。这就像现在的民航客机一般都会捎带货物是一个道理。

根据目前的科学观测，月球上存在着大量氦-3。氦-3的巨大应用前景以及登月计划：月球是解决地球能源危机的理想之地，“氦-3”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。但氦-3在地球上的蕴藏量很少，人类已知的容易取用的氦-3全球仅有500千克左右。而根据人类已得出的初步探测结果表明，月球地壳的浅层内竟含有上百万吨氦-3。如此丰富的核燃料，足够地球人使用上万年。我国探月工程的一项重要计划，就是对月球氦-3含量和分布进行一次由空间到实地的详细勘察，为人类未来利用月球核能奠定坚实的基础 。

在自然界，存在着3He和4He两种同位素。4He的原子核有两个质子和两个中子，称为玻色子；而3He只有一个中子，称为费米子。20世纪30年代末期，卡皮查发现4He的超流动性。朗道从理论上解释了这种现象，他认为当温度在绝对温度2.17K时，4He原子发生玻色爱因斯坦凝聚，成为超流体，而像3He这样的费米子即使在最低能量下也不能发生凝聚，所以不可能发生超流动现象。金属的超导理论（BCS理论）的提出使得人们认为在极低温度下3He也可能会形成超流体。但是人们一直未能在实验上发现3He的超流动性。20世纪70年代，戴维·李领导的康奈尔低温小组首次发现了3He的超流动性，不久，其它的研究小组也证实了他们的发现。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。

是核聚变材料，主要是通过氦3+氘--->生成氦4+质子反应实现的。裂变产物的原子系数比原材料的原子系数低，而氦原子系数是2，只能生成氢或氢同位素，暂时未发现有这样的反应。

氦4和质子,反应式为:He3+d=He4+p+18.4MeV.该反应好处是产物中无中子,故防护条件简单.p是质子Mev是能量(兆电子伏特)MeV-能量单位,包括了光子的能量d-氘聚变的发展将主要向氦3+氘：He3+d=He4+p+18.4MeV.该反应好处是产物中无中子,故防护条件简单.是未来人类的主要核聚变。

氦原子核 质子数 = 原子序数 = 2中子数 = 质量数（或相对原子质量） - 中子数 = 3 - 2 =1

由题意，氦-3原子核里有2个质子，由原子中核内质子数=核外电子数，氦-3原子的核外电子数2，氦-3原子的结构示意图为．故选：D．

从太阳上吹出来的。

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来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氚本身具有放射性对，而氦-3则没有。　　月壤中氦-3的资源量对未来人类开发利用月球能源具有极重要的意义。由于月壤中3He的含量较为稳定，只要能够精确探测月壤的厚度，就可以估算出月壤中3He的资源量。以“阿波罗”和“月球”探测器的实测结果为参考标准计算，月壤中3He的资源总量可达100万～500万t。而地球上天然气可提取的氦-3是非常少的，只有15～20t。月壤中的氦-3可供地球能源需求达万年。因此，开发月壤中所蕴涵的丰富的氦-3对人类未来能源的可持续发展具有重要而深远的意义。

是2。氦3的质子数是2。理解原子结构示意图和离子结构示意图，并能够加以辨别．解答：原字不显电性，在原子中质子数=电子数，氦3原子的质子数是2。

核内三个质子质子核外地第一层2个电子、 第二层一个电子

2个核外电子数只由之子数和化合价一起决定这里是原子应该只有两个后面的三表示原子量

“小飞”的任务共持续了8天，主要目的是为2017年即将发射升空的“嫦娥5号”太空舱开展重返大气层测试。“嫦娥5号”探测器在月表的降落点与“玉兔”探测器一样，都位于“雨海”，这是月球表面一个巨大的陨石坑，从地球上就可以看到它，众所周知“雨海”是一个存储着高浓度“氦-3”的巨大矿藏。如今，中国已在争夺“氦-3”的太空竞赛国家中处于遥遥领先的位置，“氦-3”是已知的投资回报率最高的能源之一，同时也是制造第4代核武器的燃料。 可以想象一下，1吨“氦-3”燃料就能产生10000瓦兆年的电力，足以满足东京一年内的能源需求的80%，或者是拥有730万人口的城市如香港、海德拉巴、新加坡等一年的电力需求。 历史上有记录的最大核武器爆炸，是1962年俄罗斯的“沙皇炸弹”，“沙皇炸弹”拥有50至58兆吨的破坏能力，相当于广岛和长崎原子弹的1350倍，是二战时期所有常规爆炸混合功率的10倍。这次爆炸留下了一个35公里半径范围的完全毁灭地带，产生的蘑菇云高达64公里。“沙皇炸弹”的爆炸引发了8.1里氏级地震，震碎了900多公里以外的窗户玻璃，产生的地震冲击波连续绕地球3次。这是有史以来的最大核爆炸。 一吨“氦-3”就可能产生1.5倍于“沙皇炸弹”的破坏威力。换句话说，这有可能生产出75兆吨当量的核武器。 30年来，核聚变一直饱受批评，但是却没什么用，也行不通。实际上，核聚变是一种非常现实而可行的技术，而且该技术自1952年“常春藤迈克”氢弹爆炸以来就一直与我们在一起。热核爆炸的内在动力就是核聚变。人为的核聚变是所有热核武器产生连锁反应必不可少的过程，当然了，宇宙中每一颗恒星都是通过核聚变而运转的。 “沙皇炸弹”所释放的能量97%都是源自核聚变，因此产生的放射性尘埃非常少，这也被认为是最清洁的核爆。 “氦-3”武器本质上是一种战术武器，体积也足够小，适合在战场上使用，允许军队在爆炸不久之后就能迅速占领阵地，不必担心高水平的辐射。但是，各国都愿意放弃1吨“氦-3”的能量生成价值，因为它所能制造的是一款超过“沙皇炸弹”当量的“诅咒式”战略武器。

氦-3是一种清洁核聚变原料,地球上当然少

　　149年前的今天，即1868年8月18日，天文学家发现了“氦”元素。氦-3是氦的同位素之一。这种清洁、安全和高效率的未来新能源，为什么大量存在于月球呢？　　氦-3是一种无色、无味、无臭、性质稳定的氦同位素。1996年，科学家发现氦-3具有作为核聚变燃料的非凡性能。采用氦-3为燃料的核聚变比用氢做燃料进行核聚变还要安全、清洁，效率更高，容易控制，产生的放射性物质微乎其微。因此，即使将氦-3核电站建在闹市区内也是安全的。　　可惜的是，氦-3在地球上却难觅踪影。据估算，氦-3在全世界的总储量不超过100千克，而且大部分是由核弹头中的氚衰变而成，即使加上深海气井和火山气中氚衰变的氦-3，全世界一年最多也仅能获得10～20千克。这点“产量”，即使用作科研也显得捉襟见肘，哪里还谈得上用于核聚变燃料来发电呢！　　那么，氦-3还会藏在什么地方呢？科学家发现，氦-3在月球上储量巨大，估计有100万吨氦-3嵌附在月球表层，只需加热到合适的温度，90%以上的氦-3就会释放出来。据估计，每年只需在月球上开采1500吨氦-3就可满足全世界的能源需求了；整个月球上氦-3的总储量，大约可供人类使用700年，这是个多么诱人的数字啊！　　氦-3罕见于地球，却在月球上大量储存，其主要原因在于，月球作为太阳风粒子的收集器，在形成至今的40亿年时间里，有2亿～5亿吨氦-3粒子打在月球表层10～50米深的土壤内。由于月球自身没有磁场，才使氦-3粒子能在月壤内“安营扎寨”。相比之下，地球上的氦-3粒子在地球磁场的作用下，沿着地球磁力线慢慢扩散，最终被大气层“俘获”而消失。　　月球还是“冶炼”氦-3的绝佳场所。那里的环境是高真空，低引力（仅为地球引力的1/6），温度高，温差大（白天可达130℃，晚上可降到?183℃），正好可将月壤加热并实施氦-3和氦-4低温分离。虽然月地路程遥远，但在月球上开采、加工氦-3，然后将其运回地球发电，其性价比还是很高的，整个过程耗能和发电产能之比高达1∶250。据计算，飞船一次可从月球运回20吨液化氦-3，几乎可供应美国一年所需的电力用燃料。如果氦-3能在月球上直接发电，再输送回地球，还可省去飞船运输的费用呢！

目前测定地球上的氦-3占地球氦元素总量的比例是0.000137%也就是说He-3和He-4相对丰度的比例大约是1比1百万的样子所以He-3在地球上是非常稀少的，已探明的储量不足500kg但月球上有几百万吨的He-3，所以月球的He-3资源在将来会是非常重要的战略资源

氦-3最初是在太阳上由于热核反应形成，然后借太阳风撒向四面八方，只是很少量能到达地球和别的行星。因为有大气层和磁场所阻，它们很难落在岩层表层上。而月球没有大气层，所以太阳风所携带的微粒便能顺顺当当地落在月球上，“陷进”月面浮土里。

氦-3 (3He) 无色，无味，无臭稳定的氦气同位素气体，储存于气瓶中的高压气体，天然氦-3含量是1.38x10-6。当其含量增加导致氧气含量低于19.5%时有可能引起窒息。配备自吸式呼吸面具。 分子量 3.01603 标准体积 6.032 m3/kg @NTP 沸点 -452°F(-270°C) @1 atm 危险 不燃烧气体 气瓶材质 铁合金，铝 DOT 标签 Green, Nonflammable Gas 安全资料 无毒，会导致窒息。 DOT 危险等级 2.2 UN No. UN 1046 CAS No. 7440-59-7 http://www.linggas.com/3he-cn.htm 1996年 戴维·李（David M. Lee, 1931~）（左下图）、道格拉斯·奥谢罗夫（Douglas D. Osheroff, 1945~）（右上图）和罗伯特·理查森（Richard C. Richardson, 1937~）（右下图）因发现了氦3（3He）中的超流动性，共同分享了1996年度的诺贝尔物理学奖。 在自然界，存在着3He和4He两种同位素。4He的原子核有两个质子和两个中子，称为玻色子；而3He只有一个中子，称为费米子。20年代30年代末期，卡皮查发现4He的超流动性。朗道从理论上解释了这种现象，他认为当温度在绝对温度2.17K时，4He原子发生玻色爱因斯坦凝聚，成为超流体，而像3He这样的费米子即使在最低能量下也不能发生凝聚，所以不可能发生超流动现象。金属的超导理论（BCS理论）的提出使得人们认为在极低温度下3He也可能会形成超流体。但是人们一直未能在实验上发现3He的超流动性。20世纪70年代，戴维·李领导的康奈尔低温小组首次发现了3He的超流动性，不久，其它的研究小组也证实了他们的发现。 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

核有三个中子，二个质子。

He的同位素 两个质子一个中子详见百科

氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子。它有着许多特殊的特性。当氦-3和氦-4以一定的比例相混合后，通过稀释制冷理论，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可以和氢的同位素氘发生核聚变反应，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。为什么会这样呢?原来太阳在内部核聚变过程中，产生大量的氦-3，而这些氦-3经过太阳风的吹拂，落到周围的行星中，成为太阳系行星氦-3的主要来源。地球表面由于覆盖着厚厚的大气层，太阳风不能直接抵达地表，所以，地球上氦-3的天然储量非常低。据估算，在地球上，天然气矿床中已知的氦-3资源只能维持一个500兆瓦规模发电厂数月的用量，而地球大气中理论上的氦-3总量仅有10～15吨。但是，太阳风到达月球就不一样了。月球几乎没有大气，太阳风可直接抵达月球表面，它里面的氦-3也就大量地“沉积”在月球表面。科学家通过分析从月球上带回来的月壤样品估算，在上亿年的时间里，太阳风为月球带去大约5亿吨氦-3，如果供人类作为替代能源使用，足以使用上千年。 氦-3是一种清洁、安全和高效率的核融合发电燃料。如果采用氘和氦-3进行核聚变反应发电，美国年耗电量仅需消耗25吨氦-3，我国1992年的年耗电量只需8吨氦-3，全世界一年也仅需100吨氦-3就够了。以目前全球电价和太空运输成本计算，1吨氦-3的价值约40亿美元，而且随着太空技术的发展，太空运输成本将大大下降。最近法国科学家宣布，2030年氦-3核聚变发电将可能商业化

氦-3 (He-3)气体 无色，无味，无臭稳定的氦气同位素气体，一般储存于气瓶中的高压气体，天然氦-3含量是1.38x10-6。当其含量增加导致氧气含量低于19.5%时有可能引起窒息。配备自吸式呼吸面具。 分子量 3.01603 标准体积 6.032 m3/kg 沸点 -452°F(-270°C)因为使用氦-3的热核反应堆中没有中子（氦-3与氘进行热核反应只会产生没有放射性的质子），故使用氦-3作为能源时不会产生辐射，不会为环境带来危害。100吨氦-3便能提供全世界使用一年的能源总量。氦-3的巨大应用前景以及登月计划月球是解决地球能源危机的理想之地，“氦-3”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。但氦-3在地球上的蕴藏量很少，人类已知的容易取用的氦-3全球仅有500千克左右。而根据人类已得出的初步探测结果表明，月球地壳的浅层内竟含有上百万吨氦-3。如此丰富的核燃料，足够地球人使用上万年。我国探月工程的一项重要计划，就是对月球氦-3含量和分布进行一次由空间到实地的详细勘察，为人类未来利用月球核能奠定坚实的基础 。我国的探月计划中，有一件事情是外国从未涉足的：我国计划测量月球的土壤层到底有多厚，这对于我们计算月球氦-3含量意义重大，如果工程顺利，我们估算氦-3的资源含量可能要比前人前进一步。最后，我们将研究地月空间环境，这对于地球环境和人类社会的发展都是至关重要的。2015年4月，我国科学家利用嫦娥三号“玉兔”月球车的测月雷达数据首次给出了较为可靠的月壤厚度估计，认为前人的估计方法可能普遍低估了月壤厚度和氦-3总储量[1] 。日本报道日本《外交学者》网站1月7日刊文称，许多国家都在悄悄的为第四代核武器寻找氦-3材料，得到这种无放射性沉降物的材料将成为世界新的霸主，而中国在这场竞争中，获得了胜利。在2014年10月，中国嫦娥5号T1月球探测器成功实现了绕月飞行。继美国和俄罗斯在20世纪70年代实现“绕月”后“返回”地球，中国也完成了这一壮举。探测器将带回含有核燃料氦- 3的月壤。7未来新能源编辑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，即没有黏滞性，它甚至可以从盛放它的杯子中“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（偿还比不到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如今核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍，如果人类如今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。

这是氦的一种同位素，直接读四声hai 3就行了。

关于氦-3这种东西，很了解它的人并不多，实际上它是一种无色无味的氦气同位素气体，被公认为一种未来将被广泛应用的核聚变能源燃料，因为氦-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，而且聚变反应过程易于控制，既环保又安全，所以有这种原材料做基础的话，人类很快能掌握可控核聚变技术，并且实现高效、安全、廉价、清洁无污染发电。那么氦-3在发电方面的优势有多大呢？对照比较一下就能发现，我国每年的发电都需要耗费大量的资源能源，其中消耗的能源相当于近50亿吨标准煤，然而如果用氦-3聚变能的话，只需要20吨就够了，即便是全世界每年的发电量，使用100吨氦-3也足够了，所以氦-3发电的优势非常明显，它也被科学家们称为"完美能源"。然而氦-3在地球上含量非常少，已探明容易获取的这种资源只有500公斤左右，也就是只有半吨，但是在月球表层的土壤中这东西含量却高达100万吨，是地球的200万倍，足够全世界发电使用1万年。看到这里，可能很多朋友都有点蠢蠢欲动了，心想那就赶紧去月球上把这种东西弄回来啊！是啊，科学家们也这么想，很多国家的领导层也这么想，而且也早有人预言，因为氦-3具有的能源优势，将来的月球或成为世界各国争夺的能源“波斯湾”。那么为啥还不见人类在这方面有所行动呢？主要的原因实际上是对现阶段的人类来说开采月球能源还是一个很难做到的事情，首先人类必须先在月球上建立人类能居住的基地，再把很多开采设备弄到月球上，而且还必须保障地球与月球之间的人与货物的来回运输，这需要很多大推力火箭把各种东西发射到月球，也需要从月球把东西发射回来，其他各方面的技术也需要很成熟才行。不仅如此，在月球上提取氦-3也并不容易，首先需要将月球土壤加热到700摄氏度以上，而由于月球上没有氧气，不容易用燃烧的方式进行，因此把氦-3提取出来也很麻烦。 不过这些技术问题以后终究会被解决的，如今世界各大国都有科学家围绕月球上氦-3的储量、采掘、提纯、运输等问题悄然进行着相关研究。我国在这方面也没有闲着，我国探月工程里面就包含一项重要计划——对月球氦-3含量和分布进行一次由空间到实地的详细勘察，为人类未来利用月球核能奠定坚实的基础。比如2015年是我国嫦娥3号卫星以及其所携带的玉兔月球车就曾经测量过月球的土壤层到底有多厚，实际上这对于我们计算月球氦-3含量意义重大，这是别的国家还没有做过的事情，而我们也从中得到了较为可靠的月球土壤的厚度数据，报道说有专家认为前人的估计方法很可能普遍低估了月壤厚度和氦-3总储量。不仅如此，下一步我国的探月工程嫦娥4号将实现月球背面软着陆探测那里的月球表面环境和月壤情况，嫦娥5号还将从月球上进行月壤取样并返回地球研究，另外还将研究地月空间环境，为进一步的月球能源 探索 和开发提供依据，期待我们能在氦-3的 探索 开发和利用上引领世界，更好的造福人类吧。答案：因为利用氦-3来发电根本就是一个伪命题 目前所有的核电站都是通过重核裂变的形式发电的，在裂变过程中会产生大量的核废料处理起来相当麻烦。 而通过氦元素的同位素氦3作为核聚变发电的原材料，能够产生比铀235裂变高几倍的能量，同时氦3作为聚变原材料不会产生中子，也就是不会产生核辐射，并且嫦娥二号已经探测到月球的氦3储备有上百万吨，100吨相当于全球一年的能源总和，那么月球上的氦3可以供人类使用1万年的时间。 无污染、储量大、能源效率高，理论上来说这简直是完美的原材料， 但实际上 氦3想要发电是完全不可能的。 氦3+氘核反应产生氦4+质子,这是氦3聚变的基本原理，而实际上在核聚变中如果将原材料氦3和氘核混合在一起，首先进行的是氘-氘核聚变反应，因为原子核如果带电荷越多，那么原子核之间产生的库伦斥力就越大，所以一定是原子核所带电荷越小的原子核越容易发生反应，氘质子数是1，而氦3的质子数是2。在受控核聚变中，一定是氘-氘核聚变反应需要的温度更低，反应条件更宽松；氘-氦核聚变反应需要的温度更高。 这样就产生了一个问题，在托卡马克装置升温的过程中氘核会自己先发生聚变反应将原材料耗尽，最后只剩下氦3，而氦-氦核聚变反应原子核之间的斥力非常大，没有足够的反应截面积，达不到反应速率，无法进行核聚变反应。 所以想要通过氦-3和氘核进行核聚变反应在理论上也是做不到的。 这个问题就像，当人们没有炼铁技术的时候，在山里发现大量铁矿石，为什么不会运回来？ 因为那时的人还不会炼铁，运回来干嘛呢。月球土壤里虽然有大量的氦-3，姑且不考虑采集运输的费用，主要是人类还没有掌握可控核聚变，氦-3原料再多，目前人类还用不到啊。可控核聚变目前还是人类最需攻克的世界难题，保守来看需要几十甚至百年来进行攻克。目前人类能够利用的人工核聚变，是不可控的热核反应 - 氢弹。它是通过裂变点火，靠惯性力把高温高压的等离子体进行约束。 人们当然也在尝试各种人工可控的惯性约束，例如使用激光打靶的方式实现激光惯性约束核聚变。采用少量热核物质的爆发来实现能量利用，但目前都还在试验摸索阶段。通过磁约束建造可控聚变反应堆，是目前最有希望实现人工核聚变的一种方法。通过强磁场来约束等离子体，并对其加热，实现聚变点火。世界上已经有多个托卡马克实验堆，美国，欧盟，中国，日本都在展开相关研究。 但可控聚变目前都还处在基础研究阶段，离商业应用还有至少几十年的路要走。一旦人工可控核聚变实现，人类的能源利用突飞猛进，核聚变的燃料不会成为问题。欢迎评论，关注量子实验室。 氦-3是氦的一种没有放射性的同位素，它被用于核聚变反应不会造成辐射，所以这是一种理想的清洁能源。虽然月球上的氦-3储量非常丰富，多达上百万吨，但问题是人类至今还没有掌握可控核聚变，所以现在就去把氦-3运回来干啥？虽然人类已经掌握了核聚变反应——氢弹，但这是不可控的，无法用于生产生活。现在，各国正在努力研究可控的核聚变反应——氘和氚、氘和氦-3或者氦-3和氦-3，但至今还未取得实质性的突破。只有当可控核聚变可以成功商业化了，人类才会想着去月球把氦-3运回来。但这还要面临很多难题。首先，要把氦-3大量运回来，需要大型的火箭以及月球基地。其次，从月球运回的氦-3不是纯净物，而是需要从月球表皮土中提取，这又是一道技术难关。因此，利用月球氦-3可能面临很大的成本问题。如果这些问题能够解决，那时才会真正开启月球大开采时代。 这个问题并不怎么严谨，不是没有人把月球的氦三运回地球，而正是人类把月球土壤带回来才发现其蕴藏着大量的氦三资源！ 美国在上个世纪60年代末七十年代初就成功登陆月球6次，每次可都是往地球带回月球土壤的，这里面就包含着氦三。我们对月球氦三的初步认识就源于人类带回来的月球土壤！其实我认为大肆渲染月球氦三资源有种哗众取宠的感觉！ 目前各个有能力的国家都争先恐后地进行登月比赛，比如发射各种探测器什么的。如果仅仅只是为了攀比就盲目登月，各国的纳税人怕是不同意！ 月球上的确蕴藏着大量的珍贵资源，包括氦三。而各国政府为了在太空竞争上不落后于他国，就不得不得画一个看起来切实可靠的大饼给民众。政府会说：你们都看，月球上有那么多氦三，这些都是核聚变的理想原料，而地球上的氦三却极为稀有，我们再不抓紧研究月球可就真落后了。其实氦三的确有一个很大的好处，那就是核聚变中不会产生较大辐射。因为 氘－氦3热核反应只会产生带电的粒子，只要这些粒子带电，就可以在磁场的作用下被束缚起来，不至于让这些粒子产生外部辐射！而其他类型的核聚变就会产生中子，这些高能的中子不带电，你无非通过磁场约束它们，目前人类还没有较好的办法应付这些高能中子的破坏！地球上的氦三资源极其短缺，其储量大概不足500kg，而月球上富含着上百万吨的氦三。科学研究表明：1万吨氦3就足够人类使用一个世纪！整个月球氦三储量足以让人类安然享用1万年！ 但是这里面有个很大的逻辑问题 可控核聚变人类目前看来是掌握不了了，起码要等一个世纪。即便人类现在开采了月球的氦三，那也是一堆无法大规模实用的资源。因为可控核聚变技术的掌握还遥遥无期！ 目前中国，印度，日本，欧盟和NASA以及Space－X都在寻求降低登月的成本。 我认为人类会恰巧同时掌握了低成本登月技术和可控核聚变的技术，那时候再开发月球的氦三为人类服务才是天时地利人和的最佳时机 。 但是我认为这样的愿景大概会在本世纪末才会实现！这个问题我想有三个方面的问题，最主要的还是现在尚无法使用。另外月球上开采能力尚不具备，以及运费太高昂，是目前没有人运回地球的原因。 氦-3发电主要是通过核聚变方式。可控核聚变的攻克，将在一个相当长的阶段解决人类能源危机问题，将 是人类 从石油文明走向核能文明的标志，是人类文明的一次重大突破。 目前世界上可控核聚变正在公关，但进展并不快，还只能在实验中短时间内实现对超高温等离子体的约束，还有太多的难题需要世界各国合作攻克。有科学家预测，可控核聚变有可能在2015年左右进入商业化运行，2050年广泛的造福于人类。 这个预测并不是很精确的，还有很多变数。因此在核聚变发电没有实现之前，过早的开采月球的氦-3实在没有必要。 况且可控核聚变的原材料并不一定非要使用月球上的氦-3。 核聚变能利用的燃料是氘核氚，海水中就大量存在，1升海水中就有1.03×10^22个氘原子， 可产生300公升汽油的能量， 每1立方公里海水中氘原子所具有的潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的能量，所以地球可聚变能源是取之不尽用之不竭的。 所以即使开始了可控核聚变发电的商业运行，也不一定要采用月球上的氦-3，到了那个时代，就看那种原料的成本低了。 从现在看来，开采月亮氦-3资源的成本还是个天文数字，无法估量。 月壤中富含氦-3，但我没有查到氦-3在月壤中到底具有多少含量，只知道大约总量在100-500万吨，100吨就够人类一年发电使用，所以月球上的氦-3可供人类使用10000年以上。 根据某些资料介绍，每提取1吨氦-3，还能够得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳，这说明提炼1吨氦-3至少需要月壤数万吨吧，我们总不能把成千上万吨的月壤运到地球上来吧。 这就必须在月球上把氦-3提炼出来，才能运回地球使用。提取是一个及其复杂的过程，首先要将月壤加热到700摄氏度以上，才能从中提出到氦-3。 要提取氦-3，就必须在月球上建立基地，这谈何容易。 迄今为止， 人类还只有美国在上世纪实现了载人登月，其他几个航天国家，包括中国，上月球还只能派出无人探测器。 太空运输成本及其高昂，据说航天飞机运送1公斤物质到太空站需要花费2.2万美元。太空站距地表只是400公里，而月球距离我们38万公里。 而且登陆月球的难度完全不能用距离叠加来计算，即使要运回1公斤的月壤，也要花费天价。所以现在开采和运送氦-3回地球还完全是个不切实际的空想。 美国已经开始实施载人重返月球计划，2020年开始实施，计划中就含有建立月球永久基地的内容。开始用机器人建设，建成必要的生活设施后开始派人常驻，渐渐形成永久基地生态循环能力，再开始进行一些生产活动。 这个过程需要几十年的时间，让我们拭目以待。 地球上极度稀缺的 氦-3 ，用来做 核聚变发电 的燃料不仅效率高，而且没有辐射。氦-3在月球约有上 百万吨 ，够全人类用上万年。然而，人类已经有46年没有再登陆月球了，为什么不考虑把月球的资源运回地球呢？ 回忆大航海时代，哥伦布发现北美洲，这是一片全新的土地，有丰富的物产资源，土著还能当苦力，从此，人类进入了新的纪元。但是月球和北美洲不一样啊，载人航天火箭不是哥伦布的小破船啊， 花上千亿美元 ，去 月球搬砖 ？更悲催的是，就算把月球土搬回来了，地球上的科学家还 没办法 让氦-3乖乖的在 核电站工作 呢。 说到这应该明白为什么人类不登月了，性价比实在太低。各国都改用探测器， 探索 月球、火星等等天体。以前登月是一种炫耀国力的方式，如今在和平年代，一切随缘吧。也许等到 地球资源枯竭 ， 科技 又足够发达的时候， 月球 才会变成人类的「北美洲」， 资源随用随取 ，甚至变成人类飞向太空的天然中间站，像大航海时代的深水不冻港。 人类未来的理想能源是可控核聚变，而氦3可以和氘一同进行可控核聚变反应，释放出大量能量 可控核聚变一大特点就是清洁安全，可是氦3要比氢还要安全清洁容易控制，而且产生的放射性物质微乎其微不会对人类产生任何危害，但是氦3在地球上的储量是非常稀少的，根据估算整个地球的氦3储量也不过100千克，这点储量用来搞科学研究都不够用，又谈何建设核电站用来发电呢？ 但是随着美国阿波罗计划的成功，登月宇航员们带回了数量众多的月球岩石，经过科学家的分析后发现月球上的氦3储量巨大，初步计算有100万吨氦3存在于月球表层，只要人类加热到合适的温度，那么就能把氦3大规模的提取出来用来发电或者运回地球。只需要20吨氦3就能满足美国一年的电力消耗需求，1500吨氦3就可以满足全人类一年的能源需求。 上个世纪以来美国登月为人类摸清了月球的底细，但是那时候的技术水平没有能力让美国对月球进行大规模的开发和利用，事实上知道今天人类也没能实质性的利用月球资源，甚至连大规模进入太空都做不到。 没有把氦3运回地球的原因就是各个国家都没有对氦3的需求，尽管氦3是超级能源但也需要可控核聚变取得突破后才能利用氦3来发电，再可控核聚变突破之前氦3对人类来说没有任何用处，而且现在去月球很烧钱，花那么多的钱去月球带回来一堆用不上的氦3，这个结果是任何国家都不能接受的。好在现在世界各国都有自己的月球计划，慢慢的月球总会成为人类的露天矿场和能源基地的 不可否认，月球上的氦3确实储量惊人，据估计仅仅月壤表层的氦3储量就达到了一百万吨，月球表层到地下五十米范围内的氦3储量更是达到了惊人的三到五亿吨！而且氦3也确实有我们平时了解到的清洁、能量密度极高的特点。至于为什么没有人运回地球，个人认为主要有以下三点原因:氦3是氦的同位素之一，它的原子核由两个质子和一个中子构成。是一种稳定的同位素。 图：氦3的原子结构 氦3作为一种热核反应的材料是非常安全的，利用氦3与氘（氢的同位素）进行聚变的产物是没有放射性的质子，没有中子的产生（中子束进入人体后，能够破坏人体细胞组织和中枢神经系统。当人体吸收的中子束达到一定剂量时，会造成人体损伤甚至死亡）。氦3来源于太阳，太阳风带着氦3向四周扩散。月球由于没有大气所以成为很好的氦3“收集器”，在月球诞生的45亿多年的时间里不停的收集着氦3。所以，月球表面存在着大量的氦3，估计储量有100万吨。按目前的世界能源需求，100吨氦3就能满足全球的能源所需。按这种算法，足够人类使用1万年。 按每年所需氦3的数量，只需要发射两三艘飞船去到月球运载回来就行了。而且在上世纪60年代就能完成的登月计划，在现在来说更加容易。那么为什么不去呢？ 图：月球背面第一，氦3的开采是困难的。首先要建立一个可以长期居住的、功能完善、可以基本自持的月球基地，然后还要派人上去长期值守，开采并提炼氦3。 第二，核聚变反应的技术尚未研发成功，目前还没有对这种安全的核燃料的需求。 第三，目前正在研发的核聚变反应堆利用的是氚氘作为聚变材料。而氘在地球上的含量非常丰富，足够人类用到地球毁灭，按现在的能源消耗量，能用上百亿年。用于生产氚的锂的储量也非常丰富。虽然这种核聚变反应堆会产生大量的核辐射，但防护措施做好也是安全的。 第四，需要的资金量太大。据估算，完成这个计划需要2500～3000亿美元，花费30～40年的时间。 故此，对于一个需大量资金持续数十年投入的、难度很大和现在还没有需求的项目来说，对资本没有一点吸引力。 什么时候去月球开采氦3才具备吸引力呢？ 由于氦3核聚变没有辐射，所以无需防护层，可以将反应堆做得较小。这种小型化核聚变反应可以用在航天飞机、核动力航母、核潜艇等需要小型化核聚变反应堆的场所。 图：核动力潜艇 图：构想中的核动力飞船所以，笔者认为，只有在核聚变反应堆研发成功并大规模商业化运营后，并且在一些需要小型化的核聚变反应堆需求量较大时，月球的氦3才有开采价值。

氦的同位素 现在已知的氦同位素有八种，包括氦3、氦4、氦5、氦6、氦8等，但只有氦3和氦4是稳定的，其余的均带有放射性。在自然界中，氦同位素中以氦4占最多，多是从其他放射性物质的α衰变，放出氦4原子核而来。而在地球上，氦3的含量极少，它们均是由超重氢（氚）的β衰变所产生。

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，即没有黏滞性，它甚至可以从盛放它的杯子中“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（偿还比不到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如今核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍，如果人类如今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。

氦4和质子,反应式为:He3+d=He4+p+18.4MeV.该反应好处是产物中无中子,故防护条件简单. p是质子 Mev是能量(兆电子伏特) MeV-能量单位,包括了光子的能量 d-氘 聚变的发展将主要向氦3+氘：He3+d=He4+p+18.4MeV.该反应好处是产物中无中子,故防护条件简单.是未来人类的主要核聚变。

“氦3”是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。大量存在于月球上。

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

He元素质子数一定是2，HE-3质量数为3，中子数=3-2=1，所以，氦-3原子核是有1个中子和2个质子构成的.

氦-3互相作用能释放中子，相对安全，便于控制。（） A.正确 B.错误 正确答案：B

月球上的氢元素受到宇宙中各种射线的辐射导致发生物理变化形成氦-3，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。据悉，月球土壤中氦3的含量估计为715000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。