氦-3人類未來的新能源

　�、俸�-3是一種清潔、安全和高效率的核融合發(fā)電燃料。開發(fā)利用月球土壤中的氦-3將是解決人類能源危機(jī)的極具潛力的途徑之一。

　　②氦-3是氦的同位素，含有兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。它有許多特殊的性質(zhì)。根據(jù)稀釋制冷理論，當(dāng)氦-3和氦-4以一定的比例相混合后，溫度可以降低到無限接近絕對零度。在溫度達(dá)到2.18k以下的時(shí)候，液體狀態(tài)的氦-3還會(huì)出現(xiàn)“超流”現(xiàn)象，即沒有粘滯性，它甚至可以從盛放的杯子中“爬”出去。然而，當(dāng)前氦-3最被人重視的特性還是它作為能源的潛力。氦-3可以和氫的同位素發(fā)生核聚變反應(yīng)，但是與一般的核聚變反應(yīng)不同，氦-3在聚變過程中不產(chǎn)生中子，所以放射性小，而且反應(yīng)過程易于控制，既環(huán)保又安全，但是地球上氦-3的儲(chǔ)量總共不超過幾百公斤，難以滿足人類的需要�？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，雖然地球上氦-3的儲(chǔ)量非常少，但是在月球上，它的儲(chǔ)量卻是非常可觀的。

　�、酆ご蟛糠旨�中在顆粒小于50微米的富含鈦鐵礦的月壤中，估計(jì)整個(gè)月球可提供71.5萬噸氦-3。這些氦-3所能產(chǎn)生的電能，相當(dāng)于1985年美國發(fā)電量的4萬倍，考慮到月壤的開采、排氣、同位素分離和運(yùn)回地球的成本，氦-3的能源償還比估計(jì)可達(dá)250。這個(gè)償還比和鈾235生產(chǎn)核燃料（償還比約20）及地球上煤礦開采（償還比約16）相比，是相當(dāng)有利的。此外，從月壤中提取1噸氦-3，還可以得到約6300噸的氫、70噸的氮和1600噸碳。這些副產(chǎn)品對維持月球永久基地來說，也是必要的。俄羅斯科學(xué)家加利莫夫認(rèn)為，每年人類只需發(fā)射2到3艘載重100噸的宇宙飛船，從月球上運(yùn)回的氦-3即可供全人類作為替代能源使用1年，而它的運(yùn)輸費(fèi)用只相當(dāng)于目前核能發(fā)電的幾十分之一。據(jù)加利莫夫介紹，如果人類目前就開始著手實(shí)施從月球開采氦-3的計(jì)劃，大約30年到40年后，人類將實(shí)現(xiàn)月球氦-3的實(shí)地開采并將其運(yùn)回地面，該計(jì)劃總的費(fèi)用將在2500億到3000億美元之間。

　　④從20世紀(jì)90年代開始，包括中國、以色列、日本、印度等國家在內(nèi)，人類掀起了新一輪的探月高潮，在這次探月高潮中，氦-3成為世人矚目的目標(biāo)。我國“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星搭載的探月儀器2004年4月開始初樣研制，其中探測月球土壤厚度與元素含量是該探月儀器工作的重要內(nèi)容。氦-3作為最有潛力的新能源，已經(jīng)成為世界各國能源研究的重要課題。

　　1．為什么說“開發(fā)利用月球土壤中的氦-3將是人類能源危機(jī)的極具潛力的途徑之一”？

　　答：

　　2．本文作者在《神奇的氦-3》中說：“科學(xué)家通過分析從月球上帶回來的月壤樣品估算，在上億年的時(shí)間里，太陽風(fēng)為月球帶去大約5億噸氦-3。”這與本文第③段畫線句的內(nèi)容是否矛盾？為什么？

　　答：

　　3．文中大量使用了列數(shù)字的說明方法，試舉出一例并分析其作用。

　　答：

　　4．下列說法符合原文意思的一項(xiàng)是（）

　　A．氦-3是含有兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子的氦的同位素，也是一種清潔、安全和高效的核融合發(fā)電燃料。

　　B．作為未來新能源的氦-3，在其聚變過程中不易產(chǎn)生中子且放射性小，它將是一種環(huán)保型的新能源。

　　C．從月壤中提取氦-3所得到的副產(chǎn)品可以滿足月球永久基地生產(chǎn)和生活的需要。

　　D．由我國“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星搭載發(fā)射的探月儀器目前已進(jìn)入對月球土壤厚度與元素含量的初步探測階段。

　　5．假若某年后由我國發(fā)射的宇宙飛船將氦-3成功運(yùn)回地面，請你根據(jù)本文介紹，用上“月球”“氦-3”“科學(xué)家”三個(gè)詞語寫一段話，代表學(xué)生向從事開發(fā)利用氦-3能源的科學(xué)家表示祝賀或感謝。

　　答：

　　參考答案

　　1．要點(diǎn)：①儲(chǔ)量非�？捎^（或儲(chǔ)量相對較大）②環(huán)保安全清潔高效③能源償還比高達(dá)250④副產(chǎn)品可維持月球永久基地動(dòng)作⑤運(yùn)輸費(fèi)用低，是核能發(fā)電的幾十分之一⑥放射性小，反應(yīng)過程易于控制

　　2．不矛盾；前者說明的是上億年時(shí)間里太陽風(fēng)為月球帶去的氦-3的總量，而本文畫線句說明的是月壤中可以供開發(fā)利用的氦-3的總量。

　　3．示例：①“這些氦-3所能產(chǎn)生的電能……是相當(dāng)有利的”幾句中，用作比較的“250”“20”“16”三個(gè)數(shù)字，具體、清楚、直觀地說明了氦-3的能源償還比高，開發(fā)利用效益大。②“此外……也是必需的”幾句中所列舉的四個(gè)數(shù)字，具體說明了開采氦-3所得到的副產(chǎn)品數(shù)量大，利用價(jià)值可觀。③“加利莫夫認(rèn)為……3000億美元之間”幾句中，所列數(shù)字清楚明白地說明了開采運(yùn)輸氦-3的費(fèi)用相對較低，開采的可行性大（）

　　4．（點(diǎn)撥：B中“不易產(chǎn)生中子”與文中的“不產(chǎn)生中子”意思不一樣；C中的“滿足”與文中的“維持”意思不一樣；D中的“初步探測階段”與文中的“初樣研制階段”意思不一樣。）

　　5．提示：開放性答案。能綜合利用文中有關(guān)信息、合理串接給定的詞語，符合內(nèi)容要求且語言通順即可相關(guān)鏈接：

　　衛(wèi)星研制工藝工作程序分為方案研制階段、工程研制階段（初樣、正樣）和應(yīng)用、改進(jìn)階段。
 

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