人类已知月球上的能源有什么

作者&投稿:翠梁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
人类已知月球上的能源是什么?~

月球有丰富的矿藏,据介绍,月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1~1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。



科学家指出,要开发月球必须对月球进行全面的探测,了解月球的资源,并逐步对资源进行开发。月球的矿产资源极为丰富,地球上最常见的17种元素,在月球上比比皆是。以铁为例,仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁,而整个月球表面平均有10米厚的沙土。月球表层的铁不仅异常丰富,而且便于开采和冶炼。据悉,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开就行;此外,科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。在月球表层,铝的含量也十分丰富。



月球土壤中还含有丰富的氦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。



月球表面分布着22个主要的月海,除东海、莫斯科海和智海位于月球的背面(背向地球的一面)外,其他19个月海都分布在月球的正面(面向地球的一面)。在这些月海中存在着大量的月海玄武岩,22个海中所填充的玄武岩体积约1010千米3,而月海玄武岩中蕴藏着丰富的钛、铁等资源。若假设月海玄武岩中钛铁矿含量为8%,或者说二氧化钛含量为4.2%,则月海玄武岩中钛铁矿的总资源量约为1.3×1015~1.9×1015,尽管这种估算带着很大的推测性与不确定性,但可以肯定的是月海玄武岩中丰富的钛铁矿是未来月球可供开发利用的最重要的矿产资源之一。



克里普岩是月球高地三大岩石类型之一,因富含钾、稀土元素和磷而得名。克里普岩在月球上分布很广泛。富含钍和铀元素的风爆洋区的克里普岩被后期月海玄武岩所覆盖,克里普岩混合并形成高灶和铀物质,其厚度估计有10~20千米。风暴洋区克里普岩中的稀土元素总资源量约为225亿至450亿吨。克里普岩中所蕴藏的丰富的钍、轴也是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源之一。



此外,月球还蕴藏有丰富的铬、镍、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源,将为人类社会的可持续发展出贡献。


应该是核能
你可以看看下面这篇文章
正当人类为煤炭、石油和天然气等传统化石燃料逐渐枯竭而担忧之时,月球岩土给人们带来无限的希望:科学家们研究美国阿波罗号飞船从月球上取回的岩土发现,岩土中含有大量的氦-3,这是核聚变发电的宝贵燃料。

近些年来新一轮探月活动之所以越来越热闹,除了科学研究方面的强烈追求外,经济利益方面的追求是个重要因素,而大力开发利用月球上的宝贵物质氦-3作为地球上替代能源,则是经济利益追求的一个重要方面。

在地球上靠打能源牌实现强国梦的俄罗斯,也想把这张牌打到月球上去。俄罗斯能源火箭航天集团早就做出明确的计划,要在2015年派载人飞船到月球上建立永久性基地,并着手全力开发利用月球能源。

因快速发展带来能源紧缺的中国,在推动建立节约型社会、努力实现可持续发展的同时,对开发利用月球上的能源也充满了期待,中国探月工程首席科学家欧阳自远就曾多次表明十分看好开发利用月球上的能源。

美国科学界和舆论界对中国和俄罗斯探月活动的意向也十分敏感,在今年2月出版的美国《新闻周刊》上刊载一篇题为《新的月球竞赛》的文章,文中明确指称:在探月方面 “驱使中俄的动力就是能源”。

到月球上建立能源基地,为人类寻找新的替代能源,这是人类共同的理想。

月球传来希望

随着全球经济的快速发展,能源消耗的迅速增加,煤炭、石油和天然气等传统的化石能源面临着枯竭的危险,据专家们预测,传统化石燃料至多能维持到本世纪中期。

人类早就千方百计地从太阳能、水能、风能、生物能中寻找新的替代能源。这些能源都很重要,但专家们认为,它们都有自身的局限性。太阳能的能流密度太低,随昼夜、晴雨、季节的变化很大,难以成为大规模的工业能源,只能满足家庭以及一些特殊需要;水能增长的速度跟不上能耗增长速度,并对生态、生物链产生难以估量的影响;风能、地热能、潮汐能的资源和利用也各有局限,在未来的能源开发中作用不大;生物能倒是一种可以大规模使用的再生能源,但再生速度也难以赶不能源消耗增长的需要。

于是,人们把目光转向了核能,首先寄希望于以原子弹所用的裂变物质铀-235或钚-239进行裂变发电。许多发达国家的核电发展十分迅速,法国的核电能源都占了全部能源的百分之七十多。我国核电发展时间不长,核电运行机组装机容量只占全国发电装机容量的1.59%,累计发电量只占总发电量的2.3%,国家规划要加大发展力度,在今后15年间至少每年要批准建设一座大型核电站。但是,用作核裂变发电的燃料毕竟有限,核污染和核安全虽可以做到有效控制,但总是让人心里不踏实。上世纪80年代前苏联切尔诺贝利核电站事故发生后,就使不少发达国家核电事业的发展停滞了相当长一段时间,直到近几年才有所缓解。

目前,人们正在致力于研究开发可控核聚变发电,其中一个世界性的项目就是“国际热核反应堆”,欧盟和中国、美国、日本、韩国、俄罗斯、印度等国都先后陆续参与,已经过20多年的努力,现正进入艰巨的攻坚阶段。人们对此寄于巨大希望,将它比作“人造太阳”,称之为“21世纪的人传给后代的纪念碑”,并力争在30年到50年之间投入商业化应用。

以这种方式发电目前主要考虑利用从海水中提炼出来的氘和氚作燃料,这种燃料当然十分充足,可以取之不尽,用之不竭。但是,氚本身具有放射性,在氚核反应过程中,伴随核聚变能的产生而产生大量的高能中子,这对核反应装置产生严重的放射性损害,解决这一难题十分困难,因而影响了这一研究开发的进展速度,最好的燃料是氦-3,而地球上的氦-3极为稀缺,估算总量只有几吨到十几吨。

正当人们进行艰苦探索之际,从月球岩土样品的研究中传来喜讯:这些岩土中含有大量的氦-3。

氦-3成为至宝

氦-3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子。与氚相比,它是一种清洁、高效、安全的核聚变发电的燃料。它聚变反应的能量大;聚变反应时主要产生高能质子,不会形成强大的中子辐射,对环境保护更为有利;它本身不仅没有放射性,而且反应过程中无缓发中子,无裂变物质,衰变余热小,维修和部件更换更容易,更易于控制,因此受到国际核聚变界的广泛重视。

月球上的氦-3来自太阳风。太阳风由90%的质子(氢核)、7%的高能粒子(氦核)和少量其他元素的原子核组成,氦-3正是太阳风中的高能粒子。月球上没有磁场的干扰和大气层的阻隔,太阳风粒子流能直达月球表面,被月球上的岩土所“吸附”。月球形成已经40多亿年,由于流星和微流星的频繁撞击,月球上的岩土不断翻腾、溅射,在纵向和横向上充分混合,“吸附”了氦-3的岩土也越来越厚。 在月海地区至少有9到10米厚,在月陆地区也有4到5米厚。

月球的直径有3476公里,表面积有3800万平方公里,虽然只有地球表面积的十四分之一,大约相当于中国陆地的四倍,但月球被专家们称为“太阳风粒子收集器”。据测算,月球上的氦-3储量大约有100万吨到500万吨,甚至有人估算有5亿吨。在地球上的大气和天然气中也有少量的氦-3,在核反应中也会产生氦-3,但整个地球上的储量与月球上的储量不可同日而语,所以它对地球人类充满了诱惑力。

据专家们测算,如果在10―15平方公里范围内挖掘并加工深度为3米的月球岩土,就可以提取约1吨的氦-3,足以保证一个功率1000万千瓦的发电机组工作1年。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。用美国的航天飞机往返运输,一次可运回20吨液化氦-3,可供美国一年的电力。我国每年大约只需要10吨氦-3,就可以满足全年能源的需要。按照全球目前的能源需求水平,一年有100吨氦-3就能满足全世界的消耗,这些氦-3一年用航天飞机运输三五次就够了。按照这样的推算,月球上的氦-3可以供地球用上几千年甚至上万年。

专家们对在月球上采掘加工氦-3并运回地球发电进行了成本对比分析,得出的结论是在经济上完全划算,因为在发电量相同的情况下,使用月球上的氦-3,其花费只是目前核电站发电成本的10%。如果以目前的石油价格为标准,每吨氦-3价值高达40亿到100亿美元,这真是月球上的无价之宝。

利用氦-3设想

月球上的氦-3储量如此丰富,利用氦-3进行核聚变发电具有如此巨大的优势性,各国专家由此提出了许许多多的设想。

第一类设想是在月球上建立氦-3采掘厂,将采掘加工出来的氦-3运往地球发电。

人们要从地球上运送若干套掘土机、传送带、运载车、分类筛选设备等开采设备到月球,在月球上选择含氦-3较丰富的区域建立采掘加工厂。先将月球岩土开掘出来,经过粉碎筛选,放入真空加热释气炉中,加热到600℃,90%以上的氦气就释放出来了。将这些含有氦-3和氦-4的氦气送入分离设备中进行分离处理,即可得到纯度为99.99%氦-3。再将这些氦-3液化,就可以运回地球。在提取、分离和液化过程中,可以尽可能地利用月球上的太阳能和昼夜温差大等特殊的自然环境,合理降低成本。

在采掘加工好氦-3后,可以用与目前航天飞机大小相当的不载人运输飞船,往返地球和月球之间进行氦-3的运输,一次可运载20吨到30吨液态氦-3回地球。在地球上可建立起美国威斯康星大学设计的托卡马克氦-3核聚变反应堆进行聚变发电。当然,这种反应堆的许多技术还正在研究开发。不过,法国科学家对此充满信心,他们最近宣布,2030年就可以利用氦-3进行核聚变发电,并可实现商业化。

第二类设想是在月球上建立氦-3核聚变发电厂就地发电,并设法传送回地球使用。

为了减少氦-3运输的麻烦,降低发能源供应的成本,不少国家设想将地球上实验使用成熟的核聚变发电设备送往月球,直接在月球上建造核电站,就地利用氦-3发电。这些巨大的电力除供给月球基地使用外,绝大部分通过激光或微波输送到位于近地轨道上的能量中继卫星,由中继卫星仍以激光或微波形式传送到地球电力接收站,再由地球电力接收站分送到全球各地用户。在月球上建造核电站还不必担心核泄漏带来的污染和安全问题。

第三类设想是直接用氦-3,或者是采掘加工氦-3过程中产生的氢气作火箭和飞船的燃料。

由于月球上没有大气的影响,月球的引力也只有地球的六分之一,月球被当作将来向火星等其他星球发射探测器和飞船的理想之地。在这里不必等待发射窗口,所需要的火箭推力也只相当于在地球上发射的六分之一。将来在月球上采掘加工的氦-3可以直接用作火箭或飞船的燃料,地球上的载人飞船也可以到月球上停留加注氦-3作燃料,然后再飞向火星或其他星球。同时,月球土壤中每提取一吨氦-3,还可以得到6300吨的氢,氢也可以作火箭的燃料。

能源基地远眺

随着科学技术的发展,关于开发利用月球上的氦-3的种种设想一定会越来越丰富多彩,越来越详尽具体,越来越接近最终的实践,绝对不会是纸上谈兵或空中楼阁。而且,在月球上建立能源基地不仅仅是开发利用氦-3,月球上的太阳能也有很广阔的开发利用前景。

月球上的太阳能是极为丰富的,因为没有大气层的影响,太阳辐射可以长躯直入,每年到达月球范围的太阳光辐射能量高达12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。采用目前非常成熟的光电转换技术,在月球上进行太阳能发电是比较容易的,而且不必担心土地的占用,在月球上可以无限制地铺设太阳能电池板。

许多专家对在月球上利用太阳能发电都有十分浓厚的兴趣。专家们测算,如果用光电转化率为20%的太阳能发电装置,每平方米太阳电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。这些电能同样可以通过激光或微波输送到中继卫星,再传送到地球电力接收站,直至送到全球各地用户。

考虑到月球上白天和黑夜都相当于14个地球日,太阳能发电厂可优先建造在太阳光照时间较长的两极地区。随着月球基地建设的发展,还可以通盘考太阳能发电厂的布局,有的建造在月球的正面,有的建造在月球的背面,形成全球性的并联式太阳能发电厂,太阳能发电厂与核电厂还可以实行联网。这样不仅可以平稳充足地供应月球基地用电,也可以平稳充足地向地球送电。

在可以想象的未来,由氦-3采掘加工厂、核发电厂和太阳能发电厂组成的月球能源基地,不仅可以为月球的长夜带来光明,为月球的开发利用带来强大的动力,也可以为地球的能源接替做出无可估量的贡献,为人类飞向火星等其他星球加油增力。

试看将来的月球,绝不仅仅是供人类欣赏的“冰轮”,而是一个可以推动整个宇宙开发利用的强有力的巨轮!

最珍贵的是氦三

属于核能

核聚变的能效远高于目前使用的铀二三五,而且安全性也要高很多。基本上没有发生核泄漏、核污染的可能性。

潮汐能是引力作用,造成潮涨潮退。月球上没有生物,不存在生物能。太阳能当然有,因为月球没有大气层,对太阳的吸收更充分。

另外作答的这位兄弟,就算你要复制其他的文献,至少也引用个出处,以表示对作者的尊重吧。

太阳能与核能


月球上有多少可以利用的资源?
核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境,所以是非常清洁的能源。而用氦-3进行核聚变的话还不会产生中子,省去了相应的辐射保护的麻烦。虽然同属太阳系,但是地球上的氦-3资源是比较少的,所以如果能够开发月球上的氦-3资源,对于各...

月球上工作的能源主要来源于
(1)“玉兔号”在月球上工作的能源主要来源于太阳能;太阳能在使用时,不会对环境造成污染,故属于清洁能源;月球上没有空气,而真空不能传声,而电磁波可以在真空中传播,所以科学探测得到的图象和数据是通过电磁波传递到地球的;(2)由于月球表面没有空气,汽油不能燃烧,所以月球上的“玉兔号”不...

月球上有哪些可以利用的资源?
氦3

月球上有那些资源
月球上的资源对人类来说价值惊人。月球上的玄武岩里钛铁矿的体积占25%,钛大概有100万亿吨以上。将来人类能直接用这种石头生产水、液氧燃料等资源。地球上稀缺的铀、稀土等,在月球上也相当充足。特别是月球土壤中特有的氦―3,将改变人类社会的能源结构。月球表面土壤中蕴藏着几百万吨的氦―3,这是一...

月球上有哪些主要能源?
第三,通讯技术。地球和月球之间的实时通讯已经不成问题。第四,在月球上建设基地的能力。目前对于月球基地的建设已经有多种方案,可以就地取材的建设月球基地。第五,在宇宙中进行生产的能力。人类已经可以在宇宙中或者月球上小规模的生产能源,金属材料和简单的零配件,并且可以进行复杂结构的安装。第六,...

月亮上的核能新秀是什么?
图5-5 月球能源基地想象图 二、月氦的成因及分布 月球上的3He全部来自太阳。太阳不断向外喷射出稳定的粒子流,称为“太阳风”,其速度达到100~200km\/s。太阳风粒子流在经过地球附近时,由于受到地球磁场的排斥和大气层的阻挡而发生偏转,只有极少量的粒子能到达地球。月球既无磁场,又无大气,太阳风粒子能自由地抵...

如果人类把月球上的大量资源运回地球,会发生什么?
月球上有着未开发的资源,而如果这些资源能够运回地球,将极大缓解目前部分地球资源的严重不足的情况。月球上的有用资源 1)He-3资源 如果有了解过核聚变,肯定会认识这个元素。这是核聚变所需要的元素。在未来的生活中,核聚变将作为最为广泛使用的清洁能源。而He-3有100万吨蕴藏在月球表层,有直接...

假如把月球上的大量资源运回地球,会怎样呢
尤其是he 3,这是未来人类能源的代表,比化石燃料能源密高效的多。提到月球上的资源,首先想到的就是氦-3。氦-3是氦的一种同位素,在未来有可能用于可控核聚变(俗称人造太阳),为人类提供大量的能源。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不...

月球上氦-3发电够全人类用上万年,为什么没有人运回地球?
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...

人类探索月球到底是为了在月球殖民还是为了开采资源?
月球上已知矿物有100多种,其中有5种地球上没有。月岩中还含有大量的铝、镁、钙等,在月壤中氧的含量占到40%。值得一提的是,月壤中还含有地球上少见的氦-3。庞之浩介绍,氦-3是氦的同位素,它能在核聚变反应中释放巨大能量,而且几乎不产生放射性污染,被认为是21世纪人类的完美能源。

石林彝族自治县15110045725: 人类已知月球上的能源是什么? -
答扶康司:[答案] 月球有丰富的矿藏,据介绍,月球上稀有金属的储藏量比地球还多.月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1~1毫米的岩屑颗粒组成的角砾...

石林彝族自治县15110045725: 月球上有哪些主要能源? -
答扶康司: 第一,到达月球的技术,现在的技术已经可以实现登月,这是定居的第一条件. 第二,宇宙生存的技术.目前人类已经可以创造并维持适合人类生存的条件.并且在宇宙中生活一年多. 第三,通讯技术.地球和月球之间的实时通讯已经不成问题. 第四,在月球上建设基地的能力.目前对于月球基地的建设已经有多种方案,可以就地取材的建设月球基地. 第五,在宇宙中进行生产的能力.人类已经可以在宇宙中或者月球上小规模的生产能源,金属材料和简单的零配件,并且可以进行复杂结构的安装. 第六,安全和防卫技术.目前已经可以实现对太阳活动,以及由于太阳活动引发的太阳风暴的预警和预报.雷达技术已经可以在一定程度上实现对近地小天体的追踪

石林彝族自治县15110045725: 月球有哪些可利用的资源? -
答扶康司: 人们根据月岩样品及大量有关资料的研究与分析,确定了月球优先生产的产品原则,主要是充分利用月球资源,为扩建月球基地而生产必需的原材料,重点是制氧、金属冶炼、建筑材料的制备等.为了实现这一目的,人们已对月球上的加工厂的...

石林彝族自治县15110045725: 人类已知月球上的能源有什么 -
答扶康司: 太阳能与核能

石林彝族自治县15110045725: 月球上可以利用的资源有哪些? -
答扶康司: 1、月岩bai中含有大量硅酸盐,可供建造各类建筑.月球上的矿藏铁、钛、铝以及其他地球上缺乏的稀有元素,可以就地开采、冶炼,用来制造各种设备,供空间站使用或运回地球.由于没有大气阻挡,du月球上可建立高效率的大型太阳能发电...

石林彝族自治县15110045725: 月球上有那些可用资源? -
答扶康司: 月球上岩石主要有三种类型:1为富含铁,钛,的月海玄武岩.2为富含钾,稀土,磷的斜长岩.3为主要由0.1-1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩.月球还含有丰富的氦3,估计其含量为715000吨.它可以用于核电站,并且无污染(不产生中子).氦3特别适合宇宙飞行,所以氦3非常有利用价值.

石林彝族自治县15110045725: 你知道月亮上有哪些可以用的资源 -
答扶康司: 月球土壤中含有铁、银、金、铅、钼和非规则的金锌含铜粒子,还有含有锡和铜的两种金属锑粒子和铼粒子.铁是月球土壤中含量最多的元素,铼粒子的大小达到了10微米.科学家还发现,钼元素是月球上固有的,而不是以前认为的来自地球宇...

石林彝族自治县15110045725: 你知道月球上有哪些可以利用的资源? -
答扶康司: 1、矿产资源:月岩中含有地壳里的全部化学元素和约60种矿藏,还富含地球上没有的能源氦3,是核聚变反应最理想的燃料.2、太阳能资源:月球没有大气,对太阳辐射没有削弱,因此利用太阳能的条件较好.3、空间资源:月球上高真空、强辐射、失重等条件,可用于进行太空实验,甚至建太空工厂. 月球是人类星际航行的第一站和星际迁移的中转站.

石林彝族自治县15110045725: 目前,人类己知月球上的能源有什么能?
答扶康司: 可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”.“冰块”里甲烷占80%一99 9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多.西方学者称其为“21世纪能源...

石林彝族自治县15110045725: 月球上都有什么矿产能被人类使用?
答扶康司: 一是月球矿产资源丰富.根据阿波罗等飞船及系列月球探测器从月球上带回的样品分析,月球上钛铁矿的资源储量高达1500万亿吨,稀土元素资源量约225亿至400亿吨,...

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