氦3是氦的同位素，含有兩個質子和一個中子。氦3原本大量存在於太陽噴射出來的高能粒子流——太陽風中。只要溫度足夠高，任何兩種比鐵輕的原子之間都可以發生聚變反應，其中又以氫-3和氫-2 之間的聚變需要的條件最低，只需要數千萬度的溫度，但是氫-3是半衰期為12.4年的放射性元素，自然界並不存在氫-3。氦燃燒把3個氦原子核聚合成一個碳原子核。
基本介紹
- 中文名：氦聚變
氦燃燒把三個氦原子核聚合成一個碳原子核，為28MeV。由此生成的碳原子核又可吸收一個氦原子核，生成氧原子核。氧原子核還可吸收一個氦原子核，生成氖原子核，不過發生這一反應的機率很低。至於氖原子核進一步吸收氦原子核的機率就更低了，可以忽略不計。恆星的氦燃燒速度比氫燃燒快得多，是氫的11—14倍。對於太陽，氦燃燒階段只能持續大約10億年。而極少數情況下會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至鐵元素生成，聚變反應便徹底停止。
氦3最吸引人類的就是它作為能源材料的優秀“潛質”。氘和氦3可以進行核聚變，這種聚變不產生中子，所以放射性小，而且反應過程易於控制，可算是既無污染又安全。氦3不僅可用於地面核電站，而且特別適合作為火箭和飛船的燃料，用於宇宙航行。從月球土壤中每提取一噸氦3，可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。
1噸的氦3，足以保證一個功率1000萬千瓦的發電機組工作1年。每燃燒1公斤氦3就可產生19兆瓦的能量，足夠供莫斯科市照明用6年多。一個百萬千瓦的火力發電站，每年消耗的煤是210萬噸；如果這個發電廠是裂變核電站，它需要30噸的核燃料。可如果它是核聚變發電廠，燃料只需要600公斤。
據專家計算，如果採用氦3核聚變發電，美國年發電總量僅需消耗25噸氦3；中國1992年的年發電總量只需8噸氦3，全世界一年有100噸氦3就夠了。以全球電價和空間運輸成本算，1噸氦3的價值約40億美元，而且隨著空間技術發展，空間運輸成本肯定將大大下降。法國科學家宣布，2030年，利用氦3進行核聚變發電將實現商業化。據估算，月球上有300萬到500萬噸的氦3儲量，能夠支持地球7000年的電量！
相比正加速發展的利用氘和氚反應的熱核聚變裝置來說，用氦-3來進行核聚變反應具有比用氚作燃料有更多的優點，主要表現在：①反應產生的能量更大；②傳統的氚核反應過程中，伴隨核聚變能的產生，要產生大量的高能中子，而這些中子能夠對核反應裝置產生廣泛的放射性損傷；相反的，若用氦-3作為反應物，則主要產生高能質子而不是中子，對環境保護更為有利；③氚本身具有放射性，而氦-3則沒有。
