作业帮氦3如何聚变
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 19:03:18
氦3如何聚变
氦3如何聚变
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
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。