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嫦娥五号登月意义重大 ， 只因月壤中藏着核聚变飞船的奥秘

嫦娥五号 ， 是这几天夜空中最亮的仔 ， 它的成功发射引起了巨大关注 ， 这位中国探月工程的最强选手 ， 将一举实现“绕、落、回” ， 和月球采样 ， 不出意外的话 ， 会把欧洲日本印度之流 ， 远远地甩在身后 ， 其意义之重大不言而喻 。 月球表面土壤中 ， 存在的一种神奇的物质 ， 那就是氦-3 ， 它由2个质子和1个中子构成 ， 将来有可能为核聚变飞船提供燃料 ， 实现前往几光年之外 ， 另一颗恒星的星际旅行 ， 而嫦娥五号这次 ， 就是要取回月球土壤的样品 ， 因此几十年之后 ， 当人们回顾中国核聚变飞船的发展历史时 ， 没准就会以这次发射 ， 作为开端 。 目前的氢弹和可控核聚变装置 ， 用的都是氘氚聚变 ， 氦-3有什么优势？如果你要造一艘以核聚变为能源的飞船的话 ， 小编强烈推荐氦-3聚变 。 先从氘氚聚变的缺点说起 ， 大家都知道 ， 氘就是重氢 ， 原子核是1个质子加1个中子 ， 氚原子核则是1个质子 ， 2个中子 ， 氘氚聚变是现在主流的研究方向 ， 这是因为这种聚变 ， 所需要的条件最容易达到 ， 但它的缺点也相当明显 。一个是氚比较难生产 ， 需要用中子轰击锂来获得 ， 生产出来后还会不断衰变 ， 据说 ， 美国现在总的氛存量 ， 也只有100公斤左右 ， 基本都是为了维持核武库之用 ， 另一个缺点更加致命 ， 氘氚聚变会产生大量的高能中子 ， 非常难以屏蔽 ， 同时由于聚变产生的能量 ， 有80%被中子给带走 ， 这部分能量如何利用是个大难题 ， 在一般的可控核聚变装置中 ， 在聚变区域外侧 ， 会设置一个巨大的包层 ， 用水来屏蔽中子 ， 同时吸收中子的能量 ， 这在地面上能实现 ， 但如果要造一艘核聚变飞船的话 ， 就成了致命的缺陷 。

在飞船上 ， 根本没有条件设置包层 ， 将能量转化为向后喷气的动量 ， 将能量转化为向后喷气的动量 ， 关键时刻就轮到救世主氦-3出场了 ， 它可以通过氘-氦3 ， 或氦3-氦3 ， 两种方式来聚变 ， 以氘-氦3聚变为例 ， 释放的能量比氘氚聚变还多 ， 最可爱的是它的产物是氦-4和质子 ， 没有中子 ， 非常便于屏蔽和能量转化 ， 可以通过磁场等方式 ， 将聚变后的物质向后方喷出 ， 形成强大的聚变发动机 。根据上个世纪英国人提出的 ， 代达罗斯计划的数据 ， 氘氦3聚变发动机的喷气速度 ， 可达1万公里每秒 ， 当携带5万吨聚变燃料时 ， 通过两级设计的发动机 ， 可以加速到光速的12% ， 可在50年内 ， 飞抵6光年之外的巴纳德星 。 不过 ， 氘-氦3聚变虽然好 ， 但它发生的条件 ， 比氘氚聚变还要苛刻地多 ， 温度要达到10亿度左右 ， 简直是难于登天 ， 而且这种温度下 ， 还有可能发生氘氘聚变 ， 还是会有一些中子生成 ， 只是能量不算太高 。

而完全“干净”的聚变 ， 就是氦-3和氦-3自己聚变 ， 完全不会产生中子 ， 但这就更难实现了 。 不管怎么说 ， 如果要搞核聚变飞船 ， 使用氦-3仍然是必由之路 ， 怎样实现可以慢慢解决 ， 但资源的问题 ， 必须提前考虑和布局 ， 氦-3主要存在于太阳风中 ， 由于地磁场和大气层 ， 挡住了太阳风的侵袭 ， 使地球上的氦-3非常少 ， 据估计只有半吨 ， 但月球既没有大气层 ， 也没有磁场 ， 地质活动也很平静 ， 在经历了太阳风 ， 几十亿年的吹拂后 ， 在月壤中 ， 就积累了大童的氦-3 。根据阿波罗登月时 ， 对月壤中氨-3含量的分析 ， 月球上氨-3的总储量超过了100万吨 ， 用作核聚变的话 ， 以目前的能量消耗量 ， 可供人类用上1万年 。 而我国玉兔号月球车 ， 对月壤厚度的测量结果表明 ， 月球上氦-3的储量 ， 很可能还被低估了 ， 既然月球上有如此宝藏 ， 人类当然不能放过 。 曾经的两大超级大国 ， 美国和苏联 ， 都曾经将月球土壤带回地球 ， 美国自不必说了 ， 每次阿波罗登月 ， 都会带回20公斤以上的月球样品 ， 而苏联在1970年代 ， 也曾发射多个探测器 ， 每次能带回100多克样品 。
【刘慈欣|嫦娥五号登月意义重大，只因月壤中藏着核聚变飞船的奥秘】随着美苏探月计划個旗息鼓 ， 40多年来 ， 人类再没有收到过来自月球的物质 ， 但对月球资源的竞争 ， 绝对不会停止 ， 毕竟跑马圈地还是很必要的 ， 现在嫦娥五号披挂出征 ， 将在美国重返月球之前 ， 完成对月球土壤的采样 ， 并将约两公斤样品带回地球 ， 如果成功 ， 我国将超过苏联 ， 成为月球采样方面的第二名 ， 并向第一名发起强有力的挑战 ， 更重要的是可以首次对月球上的氦-3资源 ， 进行“看得见摸得着”的研究 。 也许在几十年后 ， 当我们驾驶着先进的聚变飞船 ， 自由地穿越太阳系 ， 甚至向临近恒星 ， 发起远征的时候 ， 还会想起嫦娥五号发射成功这一刻 。分页标题#e#

来源：(大海与浪)

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标题：刘慈欣|嫦娥五号登月意义重大，只因月壤中藏着核聚变飞船的奥秘