氦-3，完美的核聚变燃料，为何月球有上百万吨，而地球只有半吨？随着科技水平的持续进步

随着科技水平的持续进步，人类的能量消耗量也越来越大，即使在可以预见的未来里，地球上那点可怜巴巴的化石燃料也无法满足人类日益增长的能量需求，所以人类迫切需要一种强大的能源，而可控核聚变可以说是人类的最佳选择。

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在核聚变反应过程中，较轻的原子核会聚合成较重的原子核，并因为质量的损失而释放出大量的能量，与核裂变相比，核聚变的质能转换率更高，并且其所需的核燃料也在宇宙中广泛存在，所以如果人类掌握了可控核聚变，那就相当于拥有了几乎用之不尽的能量。
由于直接进行氢原子核（即质子）的核聚变反应所需要的条件太高，因此人类暂时还只能从更重的原子核入手，而在可选的核聚变燃料之中，氦-3（He-3）可以说是最完美的了。

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（注：氦-3是氦的同位素，其原子核由两个质子和一个中子构成）
为什么说氦-3是完美的核聚变燃料？
目前人类正在研究的是氘（D）和氚（T）的核聚变，氘氚聚变的优点是反应条件相对较低、释放的能量高、反应所需核燃料相对比较容易获取，但缺点是这种反应会产生大量的中子。

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（注：氘和氚都是氢的同位素，氘原子核由一个质子和一个中子构成，氚原子核由一个质子和两个中子构成）
因为中子不带电，所以没有办法进行磁约束，这样就会造成核聚变装置的内壁会持续遭到中子的轰击，因此需要不断地更换内壁，而换下来的材料也可能会因为具备放射性而变成“核废料” ，从而导致核聚变装置的成本高昂，而且还不容易控制。

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上图列出了常见的核聚变反应类型，可以看到，在这些反应中，只有第3种（即氘和氦-3的核聚变反应）和第5种（即只有氦-3参与的核聚变反应）不会产生中子(n），由于其产生的质子(p）带正电，是可以对其进行磁约束的，因此对于人类的可控核聚变来讲，这两种反应都比氘氚聚变好。
需要注意的是，虽然第3种反应不会产生中子，但在反应过程中，核燃料中氘和氘却可能发生核聚变（即第2种反应），这就可能会产生中子，相比之下，第5种反应不但释放的能量高，并且还绝对不会产生中子，所以第5种反应才是最理想的，也正因为如此，氦-3才被认为完美的核聚变燃料。
氦-3好是好，但地球上的氦-3却少得可怜，根据科学家的估算，地球上已知的氦-3储量只有500公斤左右，也就是半吨，这也导致了氦-3非常昂贵，大概每吨价值30亿美元。

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不过好消息是，探测数据表明，月球表面就存在着大量的氦-3 ，初步估计其储量有上百万吨，是地球氦-3储量的200万倍，按照人类目前的能量消耗水平，这些氦-3可供全人类使用1万年之久。相信大家在感到欣慰之余，不免也对此感到有些忿忿不平。
为何月球有上百万吨氦-3 ，而地球只有半吨？
我们知道，太阳的光和热其实也是来自于核聚变反应，在太阳这样的恒星内部，其核聚变反应主要是“质子﹣质子链反应” 。