编者注： 每个星期三的生命科学都考察了新兴能源技术的生存能力 - 未来的力量。
月亮再次成为一个受欢迎的目的地，因为几个富有空间的国家都在谈论在那里建立基地。原因之一是为将来的融合反应堆开采燃料。
在这种情况下的燃料是氦3，是气球中使用的氦气的较轻的同位素。在高能量碰撞中，与其他核的氦3融合相比传统的核反应堆。
威斯康星大学麦迪逊大学融合技术研究所主任杰拉尔德·库尔辛斯基（Gerald Kulcinski）说：“如果我们可以证明我们可以燃烧氦3，那么它比其他核燃料更清洁，更安全。”
只有40吨这些东西具有足够的势能来满足一年美国总电力需求。但是，地球上几乎没有氦3。最接近的供应是在月球上。
几个太空机构，特别是中国，俄罗斯和印度已经提到氦3是其月球项目的潜在回报。
库尔辛斯基说：“我认为回到月球的主要动机不是氦3。” “但是从长远来看，我们确实面临着能源问题。”
融合解决方案
所有当前的核能力都是基于裂变的，其中大核（例如铀）分解成较小的核。
另一种选择是融合，其中两个小核聚集在一起形成更大的核并释放大量能量。
从未建造过商业融合反应堆，但是一种称为国际热核实验反应堆（ITER）的原型刚刚在法国卡达拉奇开始建造。该计划是在2016年产生所需的1亿度等离子体，但是在此之后的20年中，可以再上线的发电厂可能不会在线上线。
ITER中会发生的反应是两个氢同位素的融合：氘和tri。一个问题是，tri是放射性的，并且是核武器的一部分，因此必须注意处理它。
另一个问题是从氘 - 三位一体反应发出的高能中子。这些中子猛撞到反应堆壁上并造成结构损害。库尔辛斯基说，预计迭代中的墙壁将每一到两年更换一次。
这就是为什么Kulcinski和其他人主张将Tritium用非放射性氦3交易的原因。
一家位于NM圣达菲的公司EMC2 Fusion的Rich Nebel说：“优势在于它的中子很少。”
此外，氦3融合的反应产物被充电，因此它们的能量可以直接转化为电力，而无需经过沸腾水的效率低下以制造蒸汽。
氦气来源
尽管具有明显的吸引力，但Helium-3通常被融合研究人员忽略了。原因之一是地球几乎没有。 Kulcinski说，一小部分氦-3是作为不需要的核武器副产品收集的，每克以约1,000美元的价格出售。
在太阳风中可以找到氦3的连续供应，但是我们的行星磁场会偏转这些颗粒。在月球上也不正确。 Kulcinski说，在45亿年的历史上，月亮已经从太阳风中收集了100万至500万吨的氦气。
在月球岩石（由阿波罗宇航员和俄罗斯漫游者带来的）中，发现了这一点的证据，每十亿分之10至20级。
“氦3存在于月球上，但浓度很小，这意味着必须加工数亿吨土壤以提取一吨氦3，” Lunar and Planetary Institute的Paul Spudis说。NASA- 资助的研究机构。
Spudis说，这种提取需要将月球粉尘颗粒加热到1,300华氏度（700摄氏度）。
Kulcinski和他的同事们设计了可以沿着表面移动的流浪者，刮掉月球土壤并用浓缩的阳光加热。
Kulcinski估计，这种采矿作业的能量将比其使用的能量（包括所有飞向月球和向后飞行的能量）的能量高300倍。相比之下，采矿煤的返回能量是15-20倍。他的团队估计，将每吨的Lunar Helium-3带回来可能花费约8亿美元。
这听起来可能很多，但是如果您可以以每桶100美元的价格以油价卖出的融合能量，价格可与汽油相当，那么氦3的价值将为每吨100亿美元。
库尔辛斯基说：“我们的真正挑战不是获得氦3；这表明我们可以燃烧它。”
难以燃烧
燃烧氦3比燃烧氢同位素需要更高的初始能量。这就是为什么ITER目前不考虑将氦3视为可能的燃料的原因。
但是，Kulcinski的小组以另一种方法（称为惯性静电限制（IEC））来实现融合反应。 IEC没有像Iter计划这样做那样限制非常热的等离子体，而是通过用电场将核彼此加速核能来局限。
Kulcinski和他的合作者设法在其小型原型系统中维持了核融合。 EMC2 Fusion公司也在开发类似的设计。
但是，至少目前，所有这些IEC演示都需要更多的投入能量。大多数研究人员都认为，氦3不太可能是融合反应堆中使用的第一个燃料。
Spudis说：“永远不要说永远不会说 - 氦3可能会成为未来世纪的重要能源的来源。” “那个时候还没有来。我怀疑这还有一段时间。”
