氦3——人類未來的新能源

①氦—3是一種清潔、安全和高效的核融合發(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，含有兩個質(zhì)子和一個中子。它有著許多特殊的性質(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以下的時候，液體狀態(tài)的氦—3還會出現(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可以和氫的同位素氘發(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的儲量非常少，但是在月球上，它的儲量卻是非�？捎^的。

③氦大部分集中在顆粒小于50微米的富含鈦鐵礦的月壤中，估計(jì)整個月球可提供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噸的氦和1600噸碳。這些副產(chǎn)品對維持月球永久基地來說，也是必需的。俄羅斯科學(xué)家加利莫夫認(rèn)為，每年人類只需發(fā)射只到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)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2500億美元到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”探月衛(wèi)星搭載的探月儀囂于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。

（選自《新華文摘》2005.9，有改動）

15．為什么說“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分）

16．本文作者在《神奇的氦—3》一文中曾說：“科學(xué)家通過分析從月球上帶來來的月壤樣品估算，在上億年的時間里，太陽風(fēng)為月球帶去大約5億噸氦—3。”這與本文第③段開頭畫線句所介紹的內(nèi)容是否矛盾？為什么？（3分）

17．文中大量使用了列數(shù)字的說明方法，試舉出一例并說明其作用。（3分）

18．下列說法符合原文意思的一項(xiàng)是（3分）

A．氦—3是含有兩個質(zhì)子和一個中子的氦的同位素（元素），同時它也是一種清潔、安全和高效的核融合發(fā)電燃料（物質(zhì)）。

B．作為未來新能源的氦—3，在其聚變過程中不易產(chǎn)生中子并且放射性小，所以它將是一種環(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”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。

19．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”三個詞語（可不考慮先后順序）寫一段話，代表中學(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。（3分）

參考答案：

15．要點(diǎn)：①儲量可觀（或儲量相對較大） ②環(huán)保、安全 ③能源償還比高 ④副產(chǎn)品可供月球永久基地使用（2分，答出其中三個要點(diǎn)即可得2分，每少答一個要點(diǎn)扣1分）

16．不矛盾 前者說明的是上億年時間里太陽風(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供開發(fā)利用的氦—3的總量。二者說明的具體內(nèi)容不同，所以不矛盾（3分。第一問1分，第二問2分）

17．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數(shù)字，具體說明了開采氦—3所得到的副產(chǎn)品數(shù)量較大，利用價值可觀 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，開采利用的可行性大（3分。舉例1分，分析2分）

18．A（3分）

19．提示：開放性答案，能綜合利用文中有關(guān)信息、合理患接給定詞語、符合內(nèi)容要求且語言通順即可（3分）

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