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“人类可以在月球建设核聚变电站直接利用氦-3,将产生的电能以无线传输方式发送回地面”网上看到的,真假? 第1页

  

user avatar   jiehou1993 网友的相关建议: 
      

两个氦3自身可以聚变,生成一个氦4和两个质子,并放出大量能量,因此经在科幻作品中经常被设想成未来的聚变燃料:

纯氦3聚变的好处在于不产生中子,避免了中子对材料的辐照损伤,而中子辐照往往是制约聚变堆的一个重要因素。尽管如此,纯氦3聚变在聚变界却很少有人关注。

无它,太TM难了。

下表对比了几个常见聚变反应的参数要求[1],其中T代表温度,Bmin代表磁场强度。可以看到,纯氦3聚变要求至少832 keV的等离子体温度(大约70亿度),以及170特斯拉的磁场强度,这个参数以现在的眼观来看简直是天方夜谭好么。

相比之下,氘-氦3的反应倒是更吸引人一些:

比起氘-氚(D-T)反应,氘-氦3反应不需要消耗氚是个很大的优势(氚的半衰期短,几乎没有天然的氚,人工合成也很困难)。并且这个反应同样不产生中子,不太需要考虑中子辐照的问题(虽然氘-氘自身的反应会产生中子,但其劳森判据很高[2],占比应该比较小)。

氘-氦3的劳森判据虽然比氘-氚要高一些,但属于蹦一蹦说不定能够到的那种,跟纯氦3反应相比简直不要容易太多。


回到本题,假设未来我们能够低成本的精炼月壤中的氦3(难度不低,月壤中氦3浓度大约在亿分之一量级),我估计也不会在月球上建立聚变电站。

你把氦3顺丰快递回地球不好么,聚变燃料又不重,干嘛非得在月球上大兴土木打扰人家嫦娥姐姐。更何况月球上没有大气没有水,聚变堆散热都是个大问题。

退一步说,就算无良氦商不提供江浙沪包邮,你觉得快递费太贵不想运。可问题是你得反过来把氘运上去啊,毕竟地球海水里差不多1/6000都是氘,肯定是从地球上采氘比较划算。

在月球上建聚变电站,把氘运上月球,再千方百计把电输回来,怎么看都不太划算的样子。

参考

  1. ^Generalized Lawson criterion for magnetic fusion applications in space https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2011.08.008
  2. ^Lawson criterion https://en.wikipedia.org/wiki/Lawson_criterion#:~:text=The%20Lawson%20criterion%20is%20a,energy%20losses%20to%20the%20environment



  

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