Tai užtruks nemažai laiko, atsižvelgiant į žmogaus civilizacijos standartus, nes iškastiniai gamtos ištekliai bus išnaudoti. Tarp galimų kandidatų pakeisti naftą ir dujas yra saulės energija, vėjo energija arba vandenilis. Pastaraisiais metais vis dažniau galite išgirsti apie naują planetos išganymą, vadinamą helis-3. Kad ši medžiaga gali būti naudojama kaip žaliava elektrinėms, pagalvota palyginti neseniai.

Bendrieji duomenys apie medžiagą: savybės

1934 m. australų fizikas Markas Oliphantas, dirbdamas Kembridžo universiteto Cavendish laboratorijoje Anglijoje, padarė nuostabų atradimą. Per pirmąjį branduolių sintezės demonstravimą, bombarduojant deuterono taikinį, jis iškėlė hipotezę, kad egzistuoja naujas cheminio elemento numeris 2 izotopas. Šiandien jis taip pat žinomas kaip helis-3.

Jis turi šiuos dalykus savybes:

• Sudėtyje yra du protonai, vienas neutronas ir du elektronai;
• Tarp visų žinomų elementų tai vienintelis stabilus izotopas, turintis daugiau protonų nei neutronų;
• Verda esant 3,19 kelvino (-269,96 laipsnio Celsijaus). Verdant medžiaga praranda pusę savo tankio;
• Kampinis momentas yra ½, todėl jis yra fermionas;
• Latentinė garavimo šiluma yra 0,026 kJ/mol;

Praėjus penkeriems metams po Marko Oliphanto atradimo, jo teorinės konstrukcijos gavo eksperimentinį patvirtinimą. Ir po 9 metų mokslininkams pavyko gauti junginį in skysta forma . Kaip paaiškėjo, šioje agregacijos būsenoje helis-3 turi superskysčių savybių.

Kitaip tariant, esant temperatūrai, artimai absoliučiam nuliui, jis gali prasiskverbti pro kapiliarus ir siaurus plyšius, praktiškai nesipriešindamas trinčiai.

Helio-3 gavyba Mėnulyje

Per milijardus metų saulės vėjas į paviršinį regolito sluoksnį nusodino didžiulį kiekį helio-3. Remiantis skaičiavimais, jo kiekis Žemės palydove gali siekti 10 mln.

Daugelis kosmoso galių turi programą, skirtą šios medžiagos išgavimui vėlesnio termobranduolinės sintezės tikslams:

• 2006 metų sausį Rusijos bendrovė „Energia“ paskelbė apie planus geologinius darbus Mėnulyje pradėti iki 2020 metų. Šiandien projekto ateitis yra nežinioje dėl sunkios šalies ekonominės padėties;
• 2008 metais Indijos kosmoso tyrimų organizacija į žemės palydovo paviršių nusiuntė zondą, kurio vienas iš tikslų buvo helio turinčių mineralų tyrimas;
• Kinija taip pat turi savo požiūrį į brangių žaliavų telkinius. Remiantis planais, kasmet į palydovą numatoma išsiųsti tris šaudyklas. Iš šio kuro pagaminta energija daugiau nei patenkins visos žmonijos poreikius.

Kol kas tai lieka svajone, kurią galima pamatyti tik mokslinės fantastikos filmuose. Tarp jų – „Mėnulis“ (2009 m.) ir „Geležinis dangus“ (2012 m.).

Šiame vaizdo įraše fizikas Borisas Romanovas papasakos, kokios formos helis-3 yra Mėnulyje ir ar galima jį iš ten importuoti:

Geocheminiai duomenys

Izotopas taip pat yra Žemės planetoje, nors ir mažesniais kiekiais:

• Tai yra pagrindinis žemės mantijos komponentas, susintetintas planetos formavimosi metu. Jo bendra masė šioje planetos dalyje, įvairiais skaičiavimais, yra nuo 0,1 iki 1 milijono tonų;
• Jis iškyla į paviršių dėl ugnikalnių veiklos. Taigi, Havajų salų kalvos per metus išskiria apie 300 gramų šios medžiagos. Vidurio vandenyno kalnagūbriai - apie 3 kilogramus;
• Vietose, kur viena litosferos plokštė susiduria su kita, galima rasti šimtus tūkstančių tonų helio izotopų. Šiuo metu technologinės plėtros stadijoje šio turto pramoniniu būdu išgauti neįmanoma;
• Gamta iki šiol gamina šį junginį dėl radioaktyvių elementų irimo plutoje ir mantijoje;
• Kai kuriuose gamtinių dujų šaltiniuose jo galima rasti gana mažais kiekiais (iki 0,5%). Ekspertų teigimu, gamtinių dujų transportavimo procese kasmet atskiriama 26 m 3 helio-3;
• Jo yra ir žemės atmosferoje. Jo specifinė dalis yra maždaug 7,2 dalys trilijonui kitų atmosferos dujų atomų. Naujausiais skaičiavimais, bendra atmosferos masė 3 2 jis siekia mažiausiai 37 tūkstančius tonų.

Šiuolaikinis medžiagos naudojimas

Beveik visas šalies ūkyje naudojamas izotopas gaunamas radioaktyviai skilstant tričiui, kuris branduoliniame reaktoriuje yra bombarduojamas ličio-6 neutronais.

Jau dešimtmečius helis-3 buvo tik šalutinis produktas gaminant branduolines galvutes. Tačiau 1991 m. pasirašius START-1 sutartį, supervalstybės sumažino raketų gamybą, todėl sumažėjo ir gamybos produktų.

Šiandien izotopų gamybos mastas auga, nes jis rado naujų panaudojimo būdų:

1. Dėl gana didelio giromagnetinio santykio šios medžiagos dalelės naudojamos medicininėje plaučių tomografijoje. Pacientas įkvepia dujų mišinį, kuriame yra hiperpoliarizuoto helio-3 atomų. Tada, veikiamas infraraudonųjų spindulių lazerio spinduliuotės, kompiuteris piešia organų anatominius ir funkcinius vaizdus;
2. Mokslinėse laboratorijose šis junginys naudojamas kriogeniniams tikslams. Išgarinant jį nuo šaldytuvo paviršiaus, galima pasiekti vertes, artimas 0,2 kelvino;
3. Pastaraisiais metais populiarėja idėja naudoti medžiagą kaip žaliavą elektrinėms. Pirmoji tokia instaliacija buvo pastatyta 2010 metais Tenesio slėnyje (JAV).

Helis-3 kaip kuras

Antrasis, peržiūrėtas kontroliuojamos termobranduolinės energijos naudojimo metodas apima 3 2 he ir deuterio naudojimą kaip žaliavas. Tokios reakcijos rezultatas bus helio-4 jonas ir didelės energijos protonai.

Teoriškai ši technologija turi šiuos privalumus:

1. Didelis efektyvumas, nes jonų sintezei valdyti naudojamas elektrostatinis laukas. Protonų kinetinė energija kietojo kūno konversijos būdu tiesiogiai paverčiama elektra. Nereikia statyti turbinų, kurios naudojamos atominėse elektrinėse protonų energijai paversti šiluma;
2. Mažesnės, lyginant su kitų tipų elektrinėmis, kapitalo ir eksploatacijos sąnaudos;
3. Neužterštas nei oras, nei vanduo;
4. Santykinai maži matmenys dėl šiuolaikinių kompaktiškų įrenginių naudojimo;
5. Radioaktyvaus kuro nėra.

Tačiau kritikai pastebi didelį tokio sprendimo „drėgnumą“. Pačiame geriausiu atveju komercinis sintezės naudojimas bus pradėtas tik 2050 m.

Tarp visų cheminio elemento, kurio serijos numeris 2, izotopų išsiskiria helis-3. Kas tai yra, galima trumpai apibūdinti šiomis savybėmis: jis yra stabilus (tai yra, nevyksta transformacijų dėl spinduliuotės), turi superskysčių savybių skystu pavidalu ir santykinai mažos masės.

Vaizdo įrašas apie helio-3 susidarymą visatoje

Šiame vaizdo įraše fizikas Daniilas Potapovas papasakos, kaip Visatoje susidarė helis-3, kokį vaidmenį jis vaidino formuojant Visatą:

Gali būti, kad ateinančiais metais tapsime Mėnulio lenktynių-2 liudininkais, kurių laimėtojas (ar nugalėtojai) į rankas pateks beveik neišsenkamo energijos šaltinio. Tai savo ruožtu leis žmonijai įeiti į kokybiškai naują technologinę tvarką, kurios parametrus galime tik spėlioti.

Kas yra helis-3?

Iš mokyklos fizikos kurso prisimename, kad helio atominė masė yra keturi, o šis elementas yra inertinės dujos. Sunku jį naudoti bet kokiose cheminėse reakcijose, ypač išskiriant energiją. Visai kita medžiaga yra helio izotopas, kurio atominė masė yra 3. Jis gali leistis į termobranduolinę reakciją su deuteriu (vandenilio izotopas, kurio atominė masė yra 2), dėl kurios susidaro milžiniška energija. paprasto helio-4 sintezė su protono išsiskyrimu (3 He + D → 4 Not + p + energija). Panašiai tik iš vieno gramo helio-3 galite gauti tiek pat energijos, kaip ir deginant 15 tonų naftos.

Tonų helio-3 pakaks energijos išleidimui iki 10 GW per metus. Taigi, norint patenkinti visus dabartinius Rusijos energijos poreikius, kasmet reikės 20 tonų helio-3, o visai žmonijai – maždaug 200 tonų šio izotopo per metus. Kartu nereikės deginti naftos ir dujų, kurių atsargos, remiantis naujausiais išžvalgytų angliavandenilių atsargų vertinimais, nėra neribotos – žmonijai užteks tik pusei amžiaus. Taip pat nereikės eksploatuoti gana pavojingų atominių elektrinių, kurios po Černobylio ir Fukušimos įgijo ypatingą reikšmę.

Kur gauti helio-3?

Šiuolaikiškai tobulėjant technologijoms, vienintelis tikrai prieinamas šio elemento šaltinis yra mėnulio paviršius. Pats helis-3 susidaro žvaigždžių gelmėse (pavyzdžiui, mūsų Saulėje) dėl dviejų vandenilio atomų derinio.

Šiuo atveju pagrindinis šios reakcijos produktas yra paprastas helis-4, o izotopas-3 susidaro nedideliais kiekiais. Dalį jo vykdo saulės vėjas ir tolygiai pasiskirsto visoje planetų sistemoje.

Helis-3 praktiškai nepatenka į Žemę, nes jo atomus nukreipia mūsų planetos magnetinis laukas. Tačiau planetose, kuriose tokio lauko nėra, elementas nusėda viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose ir palaipsniui kaupiasi. Arčiausiai Žemės esantis dangaus kūnas, neturintis magnetinio lauko, yra Mėnulis, todėl būtent čia telkiasi žmonijai prieinamos šio vertingo energijos nešiklio atsargos.

Tai patvirtina ne tik teoriniai skaičiavimai, bet ir empirinių tyrimų rezultatai. Visuose Mėnulio dirvožemio mėginiuose, pristatytuose į Žemę, helio-3 buvo rasta gana didelėmis koncentracijomis. Vidutiniškai 100 tonų regolito yra 1 g. duotas energijos izotopas.

Taigi, norint išgauti minėtas 20 tonų helio-3, kad būtų visiškai patenkinti metiniai Rusijos Federacijos energijos poreikiai, reikės „iškasti“ 2000 mln.

Fiziškai tai atitinka vietą Mėnulyje, kurios matmenys yra 20x20 km, o karjero gylis yra 3 m. Užduotis organizuoti tokio didelio masto kasybą yra gana sudėtinga, tačiau gana išsprendžiama, įsitikinę šiuolaikiniai inžinieriai. Atrodo, kad dešimčių tonų kuro sintezės krosnims pristatymas į Žemę taps sunkesnė ir brangesnė problema.

Ko žmonijai trūksta helio energijos revoliucijai?

Norėdami Žemėje sukurti visavertę termobranduolinę energiją, pagrįstą heliu-3, žmonės turi išspręsti tris pagrindines užduotis.

1. Patikimų ir galingų krovinių gabenimo priemonių sukūrimas maršrutu Žemė-Mėnulis ir atgal.

2. Mėnulio bazių ir kompleksų, skirtų heliui-3 išgauti, statyba, kuri yra susijusi su daugybe technologinių problemų.

3. Faktinių termobranduolinių elektrinių statyba Žemėje, kuriai taip pat teks įveikti tam tikrus technologinius barjerus.

Kad išspręstų pirmąją problemą, žmonija beveik priartėjo. Visos keturios „Moon Race 2“ varžybose dalyvaujančios šalys ir Europos Sąjunga jau sukūrė arba kuria sunkiosios klasės raketas, galinčias į Mėnulio orbitą išmesti tonas krovinių. Pavyzdžiui, iki 2027 metų Rusija planuoja aparatinėje įrangoje įdiegti nešančiąją raketą „Angara-A5V“, kuri į Mėnulį galės nugabenti ne mažiau kaip 10 tonų krovinių. Bus lengviau gabenti atgal, nes Mėnulio gravitacija yra 6 kartus mažesnė nei Žemės, tačiau čia bus problemų su kuru. Jis turės būti importuotas iš Žemės arba pagamintas mūsų palydovo paviršiuje.

Antroji užduotis yra daug rimtesnė, nes be tikro helio-3 gavybos organizavimo iš regolito inžinieriai turės sukurti patikimas Mėnulio bazes su gyvybę palaikančiomis sistemomis ateities kalnakasiams. Tai labai padės technologijoms, sukurtoms daugelį metų eksploatuojant orbitines stotis, pirmiausia ISS ir Mir. Tiek Rusijoje, tiek kitose šalyse šiandien aktyviai projektuojamos Mėnulio bazės ir, ko gero, mūsų šalyje šiandien yra maksimalios technologijos realiam tokių projektų įgyvendinimui.

Kalbant apie trečiąją problemą, termobranduolinių reaktorių kūrimo darbai Žemėje vyksta pastaruosius tris dešimtmečius. Pagrindinis technologinis sunkumas čia yra aukštos temperatūros plazmos (reikalingos termobranduolinės sintezės „uždegimui“) laikymo vadinamojoje. „magnetiniai spąstai“.

Ši problema jau išspręsta reaktoriams, veikiantiems deuterio ir tričio jungimo principu (D + T = 4 He + n + energija). Tokiai reakcijai palaikyti pakanka 100 milijonų laipsnių temperatūros.

Tačiau tokie reaktoriai niekada netaps masinės gamybos, nes yra itin radioaktyvūs. Norint pradėti reakciją, kurioje dalyvauja helis-3 ir deuteris, reikia 300–700 milijonų laipsnių temperatūros. Kol kas tokios plazmos negalima ilgai laikyti magnetiniuose spąstuose, tačiau gali būti, kad proveržis šioje srityje bus paleistas Tarptautinis termobranduolinis eksperimentinis reaktorius (ITER), kuris šiuo metu statomas Prancūzijoje ir pradėti eksploatuoti iki 2025 m.

Taigi dešimtmetis tarp 2030–2040 m. turi visas galimybes būti pradiniu tašku kuriant energiją, pagrįstą heliu-3, nes iki to laiko, matyt, bus įveiktos aukščiau nurodytos technologinės kliūtys. Atitinkamai belieka rasti pinigų energetikos projekto įgyvendinimui, kuris žmoniją gali perkelti į itin pigios (beveik nemokamos) energijos erą su visomis iš to išplaukiančiomis pasekmėmis tiek ekonomikai, tiek kiekvieno žmogaus gyvenimo kokybei.

Fizinių ir matematikos mokslų kandidatas A. PETRUKOVYCHAS.

Lengva Amerikos prezidento ranka 2003 metų pabaigoje į darbotvarkę buvo įtrauktas naujų žmonijos tikslų kosmose klausimas. Tikslas Mėnulyje pastatyti pilotuojamą stotį, be kitų pasiūlymų, iš dalies grindžiamas viliojančia idėja panaudoti unikalius Mėnulio helio-3 rezervus energijai Žemėje generuoti. Ar Mėnulio helis yra naudingas, ar ne, parodys ateitis, tačiau istorija apie jį gana žavi ir leidžia palyginti savo žinias apie atomo branduolio sandarą ir Saulės sistemą su praktiniais energetikos ir kasybos aspektais.

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

KODĖL? ARBA Branduolinė sintezė – ALCHEMIJA TIKROVĖJE

Paversti šviną auksu buvo viduramžių alchemikų svajonė. Kaip visada, gamta pasirodė turtingesnė už žmonių fantazijas. Branduolinės sintezės reakcijos sukūrė daugybę cheminių elementų, padėjusių materialinius mūsų pasaulio pamatus. Tačiau sintezė gali suteikti ir daug vertingesnio už auksą – energijos. Branduolinės reakcijos šia prasme yra panašios į chemines reakcijas (t. y. molekulinės transformacijos reakcijas): kiekvienai sudedamajai medžiagai, nesvarbu, ar tai būtų molekulė, ar atomo branduolys, būdinga surišimo energija, kurią reikia sunaudoti junginiui sunaikinti, ir kuri yra išleidžiamas jam susidarius. Kai reakcijos produktų rišimosi energija yra didesnė nei pradinių medžiagų, reakcija vyksta išskiriant energiją, o jei išmoksite ją paimti viena ar kita forma, pradines medžiagas galima panaudoti kaip kurą. Iš cheminių procesų efektyviausia šia prasme, kaip žinote, sąveikos su deguonimi reakcija – degimas, kuris šiandien yra pagrindinis ir nepakeičiamas energijos šaltinis elektrinėse, transporte ir kasdieniame gyvenime (dar daugiau Fluorui, ypač molekuliniam fluorui reaguojant su vandeniliu, išsiskiria energija, tačiau ir pats fluoras, ir vandenilio fluoridas yra itin agresyvios medžiagos).

Protonų ir neutronų surišimo energija branduolyje yra daug didesnė nei ta, kuri sujungia atomus į molekules, ir ją galima tiesiogine prasme pasverti naudojant puikią Einšteino formulę. E = mc 2: atomo branduolio masė yra pastebimai mažesnė už jį sudarančių atskirų protonų ir neutronų masę. Todėl tona branduolinio kuro pakeičia daugybę milijonų tonų naftos. Tačiau termobranduolinė sintezė vadinama ne veltui: norint įveikti elektrostatinį atstūmimą, kai du teigiamai įkrauti atominiai branduoliai artėja vienas prie kito, reikia juos tinkamai pagreitinti, tai yra pašildyti branduolinį kurą iki šimtų milijonų laipsnių. (prisiminkime, kad temperatūra yra dalelių kinetinės energijos matas). Tiesą sakant, esant tokiai temperatūrai, turime reikalą jau ne su dujomis ar skysčiais, o su ketvirtąja materijos būsena – plazma, kurioje nėra neutralių atomų, o tik elektronai ir jonai.

Gamtoje tokios sąlygos, tinkamos sintezei, egzistuoja tik žvaigždžių viduje. Saulė savo energiją skolinga vadinamajam helio reakcijų ciklui: helio-4 branduolio sintezei iš protonų. Milžiniškose žvaigždėse ir supernovų sprogimuose gimsta ir sunkesni elementai, taip formuodami visą Visatos elementų įvairovę. (Tiesa, manoma, kad dalis helio galėjo susidaryti tiesiogiai Visatos gimimo metu, Didžiojo sprogimo metu.) Šia prasme Saulė nėra pats efektyviausias generatorius, nes dega ilgai, o 2010 m. lėtai: procesą sulėtina pirmoji ir lėčiausia deuterio sintezės reakcija iš dviejų protonų. Visos toliau nurodytos reakcijos yra daug greitesnės ir iš karto suryja turimą deuterį, perdirbdamos jį į helio branduolius keliais etapais. Dėl to, net jei darytume prielaidą, kad sintezėje dalyvauja tik viena šimtoji saulės medžiagos jos šerdyje, energijos išsiskyrimas yra tik 0,02 vatai kilogramui. Tačiau būtent dėl ​​šio lėtumo, pirmiausia paaiškinamo maža, pagal žvaigždžių standartus, šviestuvo mase (Saulė priklauso žemaūgių kategorijai) ir užtikriname saulės energijos srauto pastovumą daugelį milijardų metų. paties gyvybės egzistavimo Žemėje. Milžiniškose žvaigždėse materija virsta energija daug greičiau, tačiau dėl to jos visiškai išdega per dešimtis milijonų metų, net nespėdamos tinkamai įgyti planetų sistemų.

Laboratorijoje nusprendęs atlikti termobranduolinę sintezę, žmogus taip ketina pergudrauti gamtą, sukurdamas efektyvesnį ir kompaktiškesnį nei Saulė energijos generatorių. Tačiau galime rinktis kur kas lengviau įgyvendinamą reakciją – helio sintezę iš deuterio-tričio mišinio. Planuojama, kad planuojamas tarptautinis termobranduolinis reaktorius – ITER tokamakas galės pasiekti užsidegimo slenkstį, nuo kurio iki komercinio termobranduolinės energijos panaudojimo dar labai labai toli (žr. „Mokslas ir gyvenimas“ Nr. ,, 2001). Pagrindinė problema, kaip žinote, yra išlaikyti plazmą įkaitintą iki norimos temperatūros. Kadangi jokia siena tokioje temperatūroje negali išvengti sunaikinimo, jie bando išlaikyti plazmos debesį magnetiniu lauku. Vandenilinėje bomboje problema išsprendžiama sprogus nedideliam atominiam užtaisui, kuris suspaudžia ir įkaitina mišinį iki reikiamos būklės, tačiau taikiai energijos gamybai šis būdas nelabai tinka. (Apie vadinamosios sprogstamosios energijos perspektyvas žr. „Mokslas ir gyvenimas“ Nr. 7, 2002)

Pagrindinis deuterio-tričio reakcijos trūkumas yra didelis tričio radioaktyvumas, kurio pusinės eliminacijos laikas yra tik 12,5 metų. Tai pati radiacijos nešvariausia reakcija, todėl pramoniniame reaktoriuje degimo kameros vidines sieneles reikės keisti kas kelerius metus dėl medžiagos sunaikinimo spinduliuote. Tiesa, kenksmingiausios radioaktyviosios atliekos, kurias dėl ilgo skilimo laiko reikia neribotą laiką laidoti giliai po žeme, sintezės metu visiškai nesusidaro. Kita problema yra ta, kad išsiskiriančią energiją daugiausia nuneša neutronai. Šios elektrai neįkrautos dalelės nepastebi elektromagnetinio lauko ir apskritai blogai sąveikauja su medžiaga, todėl iš jų nelengva paimti energiją.

Branduolinės sintezės reakcijos be tričio, tokios kaip deuteris ir helis-3, yra praktiškai saugios spinduliuotei, nes jose naudojami tik stabilūs branduoliai ir nepatogių neutronų susidarymas. Tačiau norint „uždegti“ tokią reakciją, norint kompensuoti mažesnį sintezės greitį, reikia plazmą pašildyti dešimt kartų daugiau – iki milijardo laipsnių (tuo pačiu išsprendžiant jos sulaikymo problemą)! Todėl šiandien tokios galimybės laikomos pagrindu būsimiems antrosios kartos termobranduoliniams reaktoriams, po deuterio-tričio. Tačiau šios alternatyvios termobranduolinės energijos idėja sulaukė netikėtų sąjungininkų. Kosmoso kolonizacijos šalininkai helią-3 laiko vienu iš pagrindinių ekonominių Mėnulio ekspansijos tikslų, kurie turėtų užtikrinti žmonijai švarios termobranduolinės energijos poreikį.

KUR? ARBA SAULĖTAS SVEČIAS

Iš pirmo žvilgsnio problemų, kur gauti helio, neturėtų kilti: tai antras pagal gausumą elementas visatoje, o santykinis šviesos izotopo kiekis jame – kiek mažiau nei viena tūkstantoji. Tačiau Žemei helis yra egzotika. Tai labai lakios dujos. Žemė negali jos išlaikyti savo gravitacijos dėka, ir beveik visas pirminis helis, nukritęs ant jos iš protoplanetinio debesies formuojantis Saulės sistemai, grįžo iš atmosferos atgal į kosmosą. Net helis pirmą kartą buvo aptiktas Saulėje, todėl jis buvo pavadintas senovės graikų dievo Helijo vardu. Vėliau jis buvo rastas mineraluose, kuriuose yra radioaktyvių elementų, ir galiausiai pateko į atmosferą tarp kitų tauriųjų dujų. Antžeminis helis daugiausia yra ne kosminės, o antrinės radiacinės kilmės: irstant radioaktyviems cheminiams elementams išskrenda alfa dalelės – helio-4 branduoliai. Helis-3 nesusidaro tokiu būdu, todėl jo kiekis Žemėje yra nereikšmingas ir tiesiogine prasme skaičiuojamas kilogramais.

Kosminės kilmės helio (su santykinai dideliu helio-3 kiekiu) galite kaupti Urano ar Neptūno atmosferoje – planetose, kurios yra pakankamai didelės, kad išlaikytų šias šviesias dujas, arba Saulėje. Paaiškėjo, kad prie saulės helio priartėti lengviau: visa tarpplanetinė erdvė užpildyta saulės vėjo, kuriame 70 tūkstančių protonų sudaro 3000 alfa dalelių – helio-4 branduolių ir vieną helio-3 branduolį. Šis vėjas itin retas, pagal žemiškus standartus tai tikras vakuumas, ir jo neįmanoma pagauti „tinklu“ (žr. Nauka i Zhizn, Nr. 7, 2001) atmosferą, pavyzdžiui, Mėnulyje, o. , todėl galima ištuštinti kokią nors natūralią gaudyklę, kuri buvo reguliariai pildoma pastaruosius keturis milijardus metų. Dėl plazmos bombardavimo į Mėnulį per šį laiką nukrito keli šimtai milijonų tonų helio-3. Jei visa saulės energija vėjo liktų Mėnulio paviršiuje, tada, be 5 gramų helio-3, kiekviename paviršiaus kvadratiniame metre būtų dar vidutiniškai 100 kilogramų vandenilio ir 16 kilogramų helio-4. Iš šio kiekio galima sukurti gana padorią atmosferą, tik šiek tiek retesnę nei Marso, arba dviejų metrų gylio suskystintų dujų vandenyną!

Tačiau Mėnulyje nieko panašaus nėra ir tik labai maža dalis saulės vėjo jonų amžinai lieka viršutiniame Mėnulio dirvožemio sluoksnyje – regolite. Mėnulio dirvožemio, kurį į Žemę atnešė sovietinės Luna stotys ir Amerikos Apollos, tyrimai parodė, kad helio-3 jame yra maždaug 1/100 milijono dalis arba 0,01 gramo 1 tonoje. O iš viso Mėnulyje yra apie milijonas tonų šio izotopo, žemiškais standartais tai labai daug. Esant dabartiniam pasaulio energijos suvartojimo lygiui, Mėnulio kuro pakaktų 10 tūkstančių metų, o tai yra maždaug dešimt kartų daugiau nei viso Žemėje atgaunamo cheminio kuro (dujų, naftos, anglies) energetinis potencialas.

AS? ARBA "VIENAM GRAMUI GAMYBOS, PER METUS DARBO DARBAS"

Deja, Mėnulyje helio „ežerų“ nėra, jis daugiau ar mažiau tolygiai pasiskirstęs visame paviršiniame sluoksnyje. Nepaisant to, techniniu požiūriu kasybos procesas yra gana paprastas ir jį išsamiai išplėtojo Mėnulio kolonizacijos entuziastai (žr., pavyzdžiui, www.asi.org).

Norint patenkinti dabartinį metinį Žemės energijos poreikį, iš Mėnulio reikia atgabenti tik apie 100 tonų helio-3. Būtent šis skaičius, atitinkantis tris ar keturis erdvėlaivių – šaudyklių skrydžius, žavi savo prieinamumu. Tačiau pirmiausia reikia iškasti apie milijardą tonų mėnulio dirvožemio – tai nėra toks didelis kiekis pagal kalnakasybos pramonės standartus: pavyzdžiui, per metus pasaulyje išgaunama du milijardai tonų anglies (Rusijoje – apie 300). milijonai tonų). Žinoma, helio-3 kiekis uolienoje nėra per didelis: pavyzdžiui, telkinių kūrimas yra ekonomiškai efektyvus, jei juose yra bent keli gramai aukso ir bent du karatai (0,4 g) deimantų už toną. Šia prasme helis-3 gali būti lyginamas tik su radiu, kurio nuo XX amžiaus pradžios buvo gauti vos keli kilogramai: apdirbus toną gryno urano gaunama tik 0,4 gramo radžio, jau nekalbant paties urano gavybos problemos. Praėjusio amžiaus pradžioje, romantiško požiūrio į radioaktyvumą laikotarpiu, radis buvo gana populiarus ir žinomas ne tik fizikams, bet ir lyrikams: prisiminkime V. V. frazę. Tačiau helis-3 yra brangesnis už beveik bet kurią žmogaus naudojamą medžiagą – viena tona kainuotų mažiausiai milijardą dolerių, jei helio energetinį potencialą paverstumėte naftos ekvivalentu už nedidelę 7 USD už barelį kainą.

Iš iki kelių šimtų laipsnių įkaitinto regolito dujos lengvai išsiskiria, tarkime, saulės spindulius koncentruojančio veidrodžio pagalba. Nepamirškime, kad helis-3 dar reikia atskirti nuo daug didesnio skaičiaus kitų dujų, daugiausia nuo helio-4. Tai daroma atšaldant dujas iki skystos būsenos ir pasinaudojant nežymiu izotopų virimo taškų skirtumu (4,22 K helio-4 arba 3,19 K helio-3). Kitas elegantiškas atskyrimo būdas yra pagrįstas skysto helio-4, kuris gali savarankiškai tekėti per vertikalią sieną į gretimą talpyklą, superskysčių savybių panaudojimu, palikdamas tik ne superskystį helią-3 (žr. „Mokslas ir gyvenimas“ Nr. 2, 2004).

Deja, visa tai teks daryti beorėje erdvėje, ne Žemės „šiltnamio“ sąlygomis, o Mėnulyje. Ten turės būti perkelti keli kalnakasių miesteliai, o tai iš esmės reiškia Mėnulio kolonizaciją. Dabar šimtai specialistų stebi kelių netoli Žemės skriejančių astronautų saugumą ir bet kurią akimirką įgula gali grįžti į Žemę. Jei dešimtys tūkstančių žmonių atsidurs kosmose, jie patys, be išsamios priežiūros iš Žemės, turės gyventi vakuume ir aprūpinti save vandeniu, oru, kuru ir pagrindinėmis statybinėmis medžiagomis. Tačiau Mėnulyje yra pakankamai vandenilio, deguonies ir metalų. Daugelį jų galima gauti kaip šalutinį helio kasybos produktą. Tada galbūt helis-3 gali tapti pelninga preke prekybai su Žeme. Tačiau kadangi tokiomis sunkiomis sąlygomis esantiems žmonėms energijos prireiks daug daugiau nei žemiečiams, helio-3 atsargos Mėnulio mūsų palikuonims gali atrodyti ne tokios neribotos ir patrauklios.

Beje, šiuo atveju yra alternatyvus sprendimas. Jei inžinieriai ir fizikai ras būdą, kaip susidoroti su dešimties kartų karščiau nei būtina šiuolaikiniam tokamakui, helio plazmai (užduotis, kuri dabar atrodo visiškai fantastiška), tada padidinę temperatūrą tik dar du kartus, mes padarysime. uždegti" reakcijos sintezę, kurioje dalyvauja protonai ir boras. Tada bus išspręstos visos kuro problemos, ir už daug mažesnę kainą: žemės plutoje boro daugiau nei, pavyzdžiui, sidabro ar aukso, jis plačiai naudojamas kaip priedas metalurgijoje, elektronikoje, chemijoje. Kasybos ir perdirbimo įmonės per metus pagamina šimtus tūkstančių tonų įvairių boro turinčių druskų, o jei sausumoje neturime pakankamai atsargų, tai kiekvienoje tonoje jūros vandens yra keli gramai boro. O tas, kurio vaistinėlėje yra boro rūgšties buteliukas, gali manyti, kad turi savo energijos rezervą ateičiai.

Literatūra

Bronšteinas M. P. Saulės medžiaga. – knygų klubas „Terra“, 2002 m.

Mėnulio dirvožemis iš gausybės jūros. - M.: Nauka, 1974 m.

Antraštės iliustracijoms

nesveikas. 1. Branduolių sintezės reakcijų helio ciklas prasideda dviejų protonų susiliejimu į deuterio branduolį. Kituose etapuose susidaro sudėtingesni branduoliai. Užrašykime pirmąsias kelias paprasčiausias reakcijas, kurių mums prireiks toliau.
p + p → D + e - + n
D + D → T + p arba
D + D → 3 He + n
D + T → 4 He + n
D + 3 He → 4 He +2p
p + 11 Be → 3 4 He
Reakcijos greitį lemia tikimybė įveikti elektrostatinį barjerą, kai artėja du teigiamo krūvio jonai, ir tikrosios branduolių susiliejimo tikimybė (vadinamasis sąveikos skerspjūvis). Visų pirma, kuo didesnė branduolio kinetinė energija ir mažesnis jo elektros krūvis, tuo didesnė tikimybė, kad jis praeis elektrostatinį barjerą ir tuo didesnis reakcijos greitis (žr. grafiką). Pagrindinis termobranduolinės energijos teorijos parametras – reakcijos užsidegimo kriterijus – nusako, kokiam plazmos kuro tankiui ir temperatūrai sintezės metu išsiskirianti energija (proporcinga reakcijos greičiui, padaugintam iš plazmos tankio ir degimo trukmės) viršys kaštus. plazminis šildymas, atsižvelgiant į nuostolius ir efektyvumą . Deuterio ir tričio reakcija yra didžiausia, o norint pasiekti užsidegimą, plazmą, kurios koncentracija yra apie 10 14 cm -3, reikia pašildyti iki pusantro šimto milijono laipsnių ir palaikyti 1-2 sekundes. Norint pasiekti teigiamą energijos balansą reakcijose su kitais komponentais – heliu-3 ar boru, mažesnę spartą reikia kompensuoti dešimt kartų padidinus plazmos temperatūrą ir tankį. Tačiau sėkmingai susidūrus dviem branduoliams išsiskiria energija, tūkstantį kartų didesnė už energiją, sunaudojamą jiems šildyti. Pradinės helio ciklo reakcijos, kurių metu saulės šerdyje susidaro deuteris ir tritis, vyksta taip lėtai, kad atitinkamos kreivės nepatenka į šio grafiko lauką.

nesveikas. 2. Saulės vėjas – tai išretintos plazmos srautas, nuolat tekantis iš saulės paviršiaus į tarpplanetinę erdvę. Vėjas per metus nuneša tik apie 3x10 -14 saulės masių, tačiau būtent šis vėjas, pasirodo, yra pagrindinis tarpplanetinės terpės komponentas, išstumiantis tarpžvaigždinę plazmą iš Saulės apylinkių. Taip susidaro heliosfera – savotiškas burbulas, kurio spindulys siekia apie šimtą astronominių vienetų, judantis kartu su Saule tarpžvaigždinėmis dujomis. Kaip tikisi astronomai, dabar prie savo sienos artėja amerikiečių palydovai „Voyager 1“ ir „Voyager 2“, kurie netrukus taps pirmuoju erdvėlaiviu, palikusiu Saulės sistemą. Saulės vėją pirmą kartą atrado sovietų tarpplanetinė stotis „Luna-2“ 1959 m., tačiau netiesioginiai įrodymai, kad iš Saulės sklinda korpuskulinis srautas, buvo žinomi anksčiau. Būtent saulės vėjui Žemės gyventojai skolingi magnetinėms audroms (žr. „Mokslas ir gyvenimas“ Nr. 7, 2001). Žemės orbitoje vėjo kubiniame centimetre yra vidutiniškai tik šeši jonai, judantys protu neįtikėtinu 450 km/s greičiu, o tai nėra toks greitas pagal Saulės sistemos mastą: reikia tris dienas keliauti į Žemę. Saulės vėjas sudaro 96% protonų ir 4% helio branduolių. Kitų elementų priemaiša yra nereikšminga.

nesveikas. 3. Mėnulio regolitas yra gana birus, kelių metrų storio sluoksnis Mėnulio paviršiuje. Jį daugiausia sudaro maži fragmentai, kurių vidutinis dydis yra mažesnis nei milimetras, susikaupę per milijardus metų dėl mėnulio uolienų sunaikinimo temperatūros pokyčių ir meteorito smūgių metu. Mėnulio dirvožemio tyrimai parodė, kad kuo daugiau titano oksidų regolite, tuo daugiau helio atomų.

nesveikas. 4. Titano buvimas paviršiniame sluoksnyje gana nesunkiai aptinkamas nuotoline spektroskopine analize (dešiniajame Clementine palydovo gautame figūros vaizde raudona spalva) ir taip gaunamas helio „nuosėdų“ žemėlapis, kuris , apskritai, sutampa su Mėnulio jūrų vieta.

nesveikas. 5. Norint išgauti vieną toną helio-3, reikia apdoroti paviršinį regolito sluoksnį mažiausiai 100 kvadratinių kilometrų plote. Pakeliui bus galima gauti nemažą kiekį kitų dujų, kurios bus naudingos organizuojant gyvenimą Mėnulyje. Nuotraukos paimtos iš svetainės

HIPOTEZĖS, FAKTAI, samprotavimai

Mėnulio helis-3 yra ateities termobranduolinis kuras.

Svetainės autoriaus komentaras: Suaktyvinus Amerikos Mėnulio kosmoso programą, vis dažniau girdima, kad Mėnulis kartu su vandeniu turi didžiulius helio-3 izotopo – branduolinio kuro – atsargas. ateities energija. Ar taip, kokias perspektyvas tai žada žmonijai, ar apskritai reikia tyrinėti Mėnulį ir kaip tai padaryti – tai tik nedidelis klausimų sąrašas, į kuriuos atsakymus sužinosite šiame straipsnyje, kuris yra skyrių "Helium-3" iš Rusijos mokslų akademijos akademiko Erico Michailovičiaus Galimovo knygos "Sąvokos ir klaidingi skaičiavimai: fundamentalūs kosmoso tyrimai Rusijoje per pastaruosius dvidešimt metų. Dvidešimt metų bevaisių pastangų".

Tai, kad Mėnulis yra praturtintas heliu-3, buvo žinomas nuo tada, kai Mėnulio medžiaga pirmą kartą buvo atgabenta į Žemę. Mėnulio dirvožemio mėginiuose, kuriuos amerikiečių astronautai atvežė per „Apollo“ ekspedicijas ir atgabeno sovietų automatinės transporto priemonės „Luna“, santykinė helio izotopo 3He koncentracija (santykis 3He/4He) pasirodė esąs tūkstantį kartų didesnė nei antžeminio helio. Tai yra Mėnulio paviršiaus apšvitinimo Saulės korpuskuline spinduliuote, kuri nėra apsaugota atmosferos, rezultatas. Per milijardus metų į paviršinį dulkėtą Mėnulio sluoksnį (regolitą) patenka Saulės skleidžiamų elementų atomai, daugiausia vandenilio ir helio Saulei būdingu izotopų santykiu. Kitas faktas – kad 3 He yra efektyvus termobranduolinis kuras – fizikai žinojo dar anksčiau. Tačiau tais metais iš šių faktų nebuvo padaryta jokių praktinių išvadų. Antžeminė energija buvo teikiama dėl sparčiai besivystančios naftos ir dujų gavybos. Branduolinė energija buvo pagrįsta turimomis urano žaliavomis. Kontroliuojama termobranduolinė sintezė nebuvo atlikta net paprastesnei deuterio reakcijai su tričiu. Žemėje helio-3 nėra komerciniais kiekiais.

80-ųjų pabaigoje - 90-ųjų pradžioje. buvo publikacijų apie galimą Mėnulio, kaip žemės energijos šaltinio, panaudojimą. Pavyzdžiui, buvo pasiūlyti Mėnulio paviršiuje surinktos saulės energijos perdavimo į Žemę projektai sufokusuoto aukšto dažnio pluošto pavidalu. Taip pat buvo išreikšta Mėnulio helio-3 gavybos ir pristatymo idėja. Šios idėjos entuziastas buvo amerikiečių astronautas Haroldas Schmidtas, buvęs Mėnulyje. Jis parašė rimtą knygą apie helio-3 panaudojimo galimybę.

Ragindamas grįžti prie Mėnulio tyrinėjimo, be specifinės ir neatidėliotinos užduoties tirti vidinę Mėnulio struktūrą, nuolat minėjau Mėnulio helio-3 išteklių plėtrą kaip užduotį, kurią reikia turėti omenyje kaip tolimą perspektyvą.

Manau, kad šiandien mes iki galo nenumatome, ką mums duos Mėnulio užkariavimas, todėl į tai imamės neaiškiai, nedrąsiai ir pavėluotai. Ne kartą teko rašyti apie tai, kad Mėnulio tyrinėjimai turi didelę reikšmę fundamentinei geologijai. Ankstyvosios Žemės istorijos, atmosferos, vandenynų ir gyvybės joje atkūrimas neįmanomas netiriant Mėnulio. Jau vien todėl, kad pirmųjų 500–600 milijonų metų Žemės istorijos pėdsakai yra visiškai ištrinti jos geologiniuose įrašuose, ir jie yra išsaugoti Mėnulyje. Ir todėl, kad Mėnulis ir Žemė yra genetiškai vieninga sistema.

Helis-trys. Keista ir nesuprantama frazė. Tačiau kuo toliau, tuo daugiau išgirsime. Nes, anot ekspertų, būtent helis-trys išgelbės mūsų pasaulį nuo gresiančios energetinės krizės. Ir šioje įmonėje aktyviausias vaidmuo tenka Rusijai.

Mėnulis

Perspektyvi termobranduolinė energija, kurios pagrindu naudojama deuterio ir tričio sintezės reakcija, nors ji yra saugesnė už branduolio dalijimosi energiją, kuri naudojama šiuolaikinėse atominėse elektrinėse, vis dar turi nemažai reikšmingų trūkumų.

• Pirmiausia, ši reakcija išskiria daug didesnį (dydžiu!) didelės energijos neutronų skaičių. Nė viena iš žinomų medžiagų negali atlaikyti tokio intensyvaus neutronų srauto ilgiau nei šešerius metus – nepaisant to, kad prasminga pagaminti reaktorių, kurio ištekliai būtų bent 30 metų. Vadinasi, tričio sintezės reaktoriaus pirmąją sienelę reikės pakeisti – tai labai sudėtinga ir brangi procedūra, kuri taip pat susijusi su reaktoriaus išjungimu gana ilgam laikui.
• Antra, būtina apsaugoti reaktoriaus magnetinę sistemą nuo galingos neutroninės spinduliuotės, o tai apsunkina ir atitinkamai padidina projekto kainą.
• Trečia, daugelis tričio reaktoriaus konstrukcijos elementų pasibaigus eksploatacijai bus itin aktyvūs ir ilgą laiką reikės laidoti specialiai tam sukurtose saugyklose.

Termobranduoliniame reaktoriuje naudojant deuterį su helio-3 izotopu, o ne tričiu, daugumą problemų galima išspręsti. Neutronų srauto intensyvumas sumažėja 30 kartų – atitinkamai galima nesunkiai užtikrinti 30-40 metų tarnavimo laiką. Pabaigus eksploatuoti helio reaktorių, nesusidaro didelio aktyvumo atliekos, o konstrukcinių elementų radioaktyvumas bus toks mažas, kad juos bus galima tiesiogine prasme užkasti miesto sąvartyne, lengvai apibarsčius žeme.

Kokia problema? Kodėl vis dar nenaudojame tokio pelningo sintezės kuro?

Visų pirma todėl, kad šis izotopas mūsų planetoje yra itin mažas. Jis gimsta ant Saulės, todėl kartais vadinamas „saulės izotopu“. Jo bendra masė ten viršija mūsų planetos svorį. Helis-3 į aplinkinę erdvę neša saulės vėjas. Žemės magnetinis laukas nukreipia nemažą šio vėjo dalį, todėl helis-3 sudaro tik trilijonąją Žemės atmosferos dalį – apie 4000 tonų.Pačioje Žemėje jo dar mažiau – apie 500 kg.

Šio izotopo Mėnulyje yra daug daugiau. Ten jis yra įsiterpęs į mėnulio dirvožemio „regolitą“, kuris savo sudėtimi primena įprastą šlaką. Kalbame apie didžiulius – beveik neišsenkamus rezervus!

Šešių „Apollo“ ekspedicijų atvežtų dirvožemio mėginių ir dviejų sovietinių automatinių stočių atvežtų mėginių analizė. Mėnulis“, parodė, kad visas Mėnulio jūras ir plynaukštes dengiančiame regolite yra iki 106 tonų helio-3, kuris tūkstantmečiui patenkintų žemės energijos poreikius, net kelis kartus padidintus, palyginti su šiuolaikinėmis! Remiantis šiuolaikiniais skaičiavimais, helio-3 atsargos Mėnulyje yra trimis dydžiais didesnės – 109 tonos.

Be Mėnulio, tankioje milžiniškų planetų atmosferoje galima rasti helio-3, o, remiantis teoriniais skaičiavimais, vien jo atsargos Jupiteryje yra 1020 tonų, kurių pakaktų Žemei aprūpinti energija iki laikų pabaigos. .

Helio-3 gamybos projektai

Regolitas padengia Mėnulį kelių metrų storio sluoksniu. Mėnulio jūrų regolitas yra turtingesnis helio nei plokščiakalnių regolitas. 1 kg helio-3 yra maždaug 100 000 tonų regolito.

Todėl, norint išgauti brangųjį izotopą, reikia apdoroti didžiulį kiekį trupinio mėnulio dirvožemio.

Atsižvelgiant į visas savybes, helio-3 gamybos technologija turėtų apimti šiuos procesus:

1. Regolito gavyba.

Specialūs „kombainai“ surinks regolitą nuo maždaug 2 m storio paviršinio sluoksnio ir pristatys į perdirbimo punktus arba apdoros tiesiogiai kasybos procese.

2. Helio išsiskyrimas iš regolito.

Įkaitinus regolitą iki 600°C, išsiskiria (desorbuojasi) 75% jame esančio helio, kaitinant iki 800°C – beveik visas helis. Šildymą dulkėmis siūloma atlikti specialiose krosnyse, fokusuojant saulės šviesą plastikiniais lęšiais arba veidrodžiais.

3. Pristatymas į Žemę daugkartinio naudojimo erdvėlaiviu.

Išgaunant helio-3 iš regolito taip pat išgaunama daugybė medžiagų: vandenilis, vanduo, azotas, anglies dioksidas, azotas, metanas, anglies monoksidas, kurie gali būti naudingi Mėnulio pramoniniam kompleksui išlaikyti.

Pirmojo mėnulio kombaino, skirto apdoroti regolitą ir iš jo išgauti helio-3 izotopą, projektą pasiūlė J. Kulčinskio grupė. Šiuo metu privačios Amerikos kompanijos kuria keletą prototipų, kurie, matyt, bus pateikti konkursui NASA apsisprendus dėl būsimos ekspedicijos į Mėnulį ypatybių.

Akivaizdu, kad, be kombainų pristatymo į Mėnulį, jie turės pastatyti saugyklas, gyvenamąją bazę (aptarnauti visą įrangos kompleksą), kosmodromą ir daug daugiau. Tačiau manoma, kad didelės išlaidos kuriant išplėtotą infrastruktūrą Mėnulyje atsipirks su kaupu, nes artėja pasaulinė energetinė krizė, kai tradiciniai energijos nešėjai (anglis, nafta, gamtinės dujos) atsipirks. reikia atsisakyti.

Pagrindinė technologinė problema

Kuriant energiją, pagrįstą heliu-3, yra viena svarbi problema. Faktas yra tas, kad deuterio-helio-3 reakciją įgyvendinti yra daug sunkiau nei deuterio-tričio reakciją.

Visų pirma, labai sunku uždegti šių izotopų mišinį. Apskaičiuota temperatūra, kurioje deuterio-tričio mišinyje vyks termobranduolinė reakcija, yra 100–200 milijonų laipsnių. Naudojant helio-3, reikiama temperatūra yra dviem dydžiais aukštesnė. Tiesą sakant, Žemėje turime įžiebti mažą saulę.

Tačiau branduolinės energetikos raidos istorija (paskutinįjį pusšimtį metų) rodo, kad per 10 metų generuojamos temperatūros padidėjo maždaug dydžiu. 1990 m. helis-3 jau buvo sudegintas Europos JET tokamake, o gauta galia buvo 140 kW. Maždaug tuo pačiu metu amerikietiškas tokamakas TFTR pasiekė temperatūrą, reikalingą reakcijai pradėti deuterio ir helio mišinyje.

Tačiau mišinio uždegimas yra pusė darbo. Termobranduolinės energijos minusas – sunku gauti praktinę grąžą, nes darbinis kūnas yra įkaitinta iki daugelio milijonų laipsnių plazma, kurią tenka išlaikyti magnetiniame lauke.

Plazmos prisijaukinimo eksperimentai buvo vykdomi daugelį dešimtmečių, tačiau tik praėjusių metų birželio pabaigoje Maskvoje ne vienos šalies atstovai pasirašė susitarimą dėl Tarptautinio termobranduolinio eksperimentinio reaktoriaus (ITER) statybos Pietų Prancūzijoje m. Kadarašo miestas – praktiškos termobranduolinės elektrinės prototipas. ITER kaip kurą naudos deuterį ir tritį.

Helio-3 sintezės reaktorius bus struktūriškai sudėtingesnis nei ITER, o kol kas jo net nėra projektuose. Ir nors ekspertai tikisi, kad per artimiausius 20–30 metų atsiras helio-3 reaktoriaus prototipas, tačiau ši technologija lieka tik fantazija.

Helio-3 gamybos klausimą nagrinėjo ekspertai per klausymus apie būsimą Mėnulio tyrinėjimą ir tyrinėjimą, vykusį 2004 m. balandžio mėn. JAV Kongreso Deputatų rūmų Mokslo komiteto Kosmoso ir aeronautikos pakomitetyje. Jų išvada buvo nedviprasmiška: net ir tolimoje ateityje helio-3 gavyba Mėnulyje yra visiškai nenaudinga.

Kaip sakė Vašingtono Kosmoso politikos instituto direktorius Johnas Logsdonas: „JAV kosmoso bendruomenė nelaiko helio-3 kasybos rimta dingstimi grįžti į Mėnulį. Skrydis ten dėl šio izotopo prilygsta Kolumbo siuntimui į Indiją urano ieškoti prieš penkis šimtus metų. Gali atnešti, ir būtų atnešęs, tik kelis šimtus metų niekas nežinotų, ką su juo daryti.

Helio-3 kasyba kaip nacionalinis projektas

„Dabar kalbame apie ateities termobranduolinę energetiką ir naują ekologišką kuro rūšį, kurios negalima gaminti Žemėje. Kalbame apie pramoninę Mėnulio plėtrą helio-3 išgavimui.

Šį raketų ir kosmoso korporacijos „Energija“ vadovo Nikolajaus Sevastjanovo pareiškimą Rusijos mokslo stebėtojai suprato kaip paraišką sukurti naują „nacionalinį projektą“.

Iš tiesų, viena iš pagrindinių valstybės funkcijų, ypač XX amžiuje, buvo būtent uždavinių formulavimas visuomenei ant vaizduotės ribos. Tai galiojo ir sovietinei valstybei: elektrifikacija, industrializacija, atominės bombos sukūrimas, pirmasis palydovas, upių posūkis.

Šiandien Rusijos Federacijoje valstybė stengiasi, bet nesugeba suformuluoti užduočių ant neįmanomo slenksčio. Valstybei reikia, kad kas nors parodytų jai nacionalinį projektą ir pagrįstų naudą, kuri teoriškai išplaukia iš šio projekto. Helio-3 kūrimo ir gamybos iš Mėnulio į Žemę programa, siekiant tiekti termobranduolinę energiją kuru idealiai atitinka šiuos reikalavimus.

„Tiesiog manau, kad trūksta kokios nors didelės technologinės problemos“, – interviu pabrėžė fizinių ir matematikos mokslų daktaras, Rusijos mokslų akademijos Kosmoso tyrimų instituto mokslinis sekretorius Aleksandras Zacharovas. – Galbūt dėl ​​to neseniai kilo visos šios kalbos apie helio-3 gamybą Mėnulyje termobranduolinei energijai. Jeigu Mėnulis- mineralų šaltinis, o iš ten nešti šį helio-3, o Žemėje energijos neužtenka... Visa tai suprantama, skamba labai gražiai. Ir tam nesunku, ko gero, įtikinti įtakingus žmones skirti pinigų. Aš taip manau".