氫-2(氘) 氫-3(氚) 氦-3
(2009-07-31 14:07:21)
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地球人都知道,原子是構成物質的最小單位。原子由原子核和電子組成。電子可初略
看成是圍繞在原子核周圍的塵埃,平時的化學反應都是這些塵埃的互動和重新組合。
比如冬天裏的一把火隻不過是碳原子和氧原子共享一下它們的電子而已,相對於原
子核的變動,實在是微不足道。而原子核則是由質子和中子緊密組成。在一般的化
學反應中,原子核巋然不動。“上邪,我欲與君相知,長命無絕衰。” 倘若要想讓
質子中子重組,以至“乃敢與君絕” ,非得發生“山無陵,江水為竭,冬雷震震,
夏雨雪,天地合” 那樣的變故不可。氘和氚的反應是一個典型的例子。氘的原子核
由一個質子,一個中子組成,氚的原子核由一個質子,兩個中子組成,當外界用強,
硬把它們揉合在一起時,聚合在一起的兩個質子加三個中子不能相容,大動幹戈,
亂作一團,最終分道揚鑣,聚變反應就發生了,產生由兩個質子和兩個中子(加上兩
個電子) 組成的氦,釋放出一個中子和大量能量。能量用來發電當然是好事,那個
中子可不是鬧著玩的,看不見,摸不著,穿透力又強,泄露出來殺人不見血。因此,
1. 雖然地球上有足夠的氘和氚,2. 即使聚變反應能有效地用來發電,那個中子的
陰影總是揮之不去。誰願意放個殺千萬人不眨眼的家夥在自己附近啊。
要是您到現在為止還沒被中子質子搞得暈頭轉向,咱們就來看看月球上的氦-3。氦
-3是普通氦氣的同位素。什麽是同位素?同位素就是具有相同質子數但中子數不同
的原素集合。比如普通氦氣有兩個質子,兩個中子,因此是氦-4。氦是一種惰性氣
體,常常用來鼓吹氣球。而其同位素氦-3則同樣含兩個質子,但隻含一個中子,比
氦-4少一個中子。它早就看上了氘原子中的那個中子了,隻是礙於氘原子中那個質
子沒法處理,找不到機會下手。把氦-3與氚比較一下,我們可看出前者為兩質子一
中子,後者為一質子兩中子,至此您馬上想到如果把氘和氦-3硬搞在一起,它們發
飆時在生成氦氣的同時並不驅逐出中子,而是驅逐出質子。女士們先生們,這個質
子可好控製多了,因為它是帶電的,叫它向右轉它絕對不會向左轉。
既然氦-3和氘的聚變反應能產生巨大能量,又不會象煤炭石油那樣汙染地球環境,
自身也基本上不產生放射性物質,那咱們就用氦-3來發電吧。等一下,雖然氘和氦
-3的聚變反應早有研究,但地球上基本上沒有氦-3。白高興吧。別急,別急,車到
山前必有路,這不是還有個月亮在嘛。科學家估計月球上大約有一百萬噸氦-3,足
夠地球上的人對付一陣子。月亮上的用完了,還可去其它衛星,其它行星上取。他
們舉例說,一艘飛船裝載二十五噸氦-3回地球可供美國一年的電力需求,也即世界
四分之一的電力之需。而根據目前原油的價格,一噸氦-3值三十至四十億美元。
當然,上月球或其它星球去取氦-3並不是一件容易的事,聚變反應本身也還有許多
技術上成本上的問題要解決。但隨著科技的發展,相信人們總會找到相應的辦法,
因為能源是人類生存和發展的必需品。