Солнечный ветер - это поток разреженной плазмы, постоянно истекающей с солнечной поверхности в межпланетное пространство. Ветер уносит всего лишь около 3╢10-14 солнечной массы в год, но именно он оказывается основным компонентом межпланетной среды, вытесняющим межзвездную плазму из окрестностей Солнца. Так создается гелиосфера - своеобразный пузырек радиусом примерно в сто астрономических единиц, движущийся вместе с Солнцем через межзвездный газ. К ее границе сейчас, как надеются астрономы, подлетают американские спутники "Вояджер-1" и "Вояджер-2", которые скоро станут первыми космическими аппаратами, покинувшими пределы Солнечной системы. Впервые солнечный ветер обнаружила советская межпланетная станция "Луна-2" в 1959 году, однако косвенные свидетельства о наличии корпускулярного потока, идущего от Солнца, были известны и ранее. Именно солнечному ветру жители Земли ... Читать дальше »

Пригодится лунный гелий или нет, покажет будущее, но рассказ о нем достаточно увлекателен и позволяет сравнить наши знания о строении атомного ядра и Солнечной системы с практическими аспектами энергетики и горного дела. Превратить свинец в золото было мечтой средневековых алхимиков. Как всегда, природа оказалась богаче человеческих фантазий. Реакции ядерного синтеза создали все разнообразие химических элементов, заложив материальные основы нашего мира. Гелиевый цикл реакций ядерного синтеза начинается со слияния двух протонов в ядро дейтерия. На следующих этапах образуются более сложные ядра. Выпишем несколько первых наиболее простых реакций, которые понадобятся нам в дальнейшем. p + p → D + e- + n D + D → T + p или D + D → 3He + n D + T → 4He + n D + 3He → 4He +2p p + 11Be → 34He Скорость реакции определяется вероятностью преодоления электростатического ба ... Читать дальше »

На прошлой неделе в Москве были объявлены лауреаты крупнейшей российской научной премии "Глобальная энергия", которая по размеру впервые превзошла самую престижную в мире Нобелевскую премию. Премия вручена российскому ученому Евгению Велихову, французу Роберу Аймару и японцу Масадзи Ёсикава за развитие проекта ИТЭР по созданию международного экспериментального термоядерного реактора. Реактор уже разработан и должен быть запущен во Франции через 8 лет. Термояд избавит человечество от грозной перспективы энергетического кризиса, к которому мир стремительно приближается. Если развивающиеся страны станут потреблять столько же энергии, сколько ее расходуют в странах "большой восьмерки", энергопотребление возрастет в 9 раз. Месторождения углеводородов таких аппетитов не выдержат. Термоядерная реакция дает жизнь всему сущему на Земле. Даже тот, кто со школьной скамьи возне ... Читать дальше »

Сейчас, делая ставку на освоение Луны, исходят из того, что добыча “лунного” гелия-3 – это надолго. Однако такая программа ограничена не только появлением гелиевых реакторов, которые и делают добычу этого изотопа столь желанной, но и развитием двигателестроения, а именно: созданием ТЯРД или хотя бы ГфЯРД, позволяющим получить доступ к альтернативным источникам гелия-3 и делающим лунный вариант неконкурентоспособным. Гелий-3 – это продукт звездных синтезов. Тогда как земной гелий в основном образуется при радиоактивном распаде урана-238, урана-235, тория и нестабильных продуктов их распада и представляет собой изотоп гелия-4. Поэтому на Земле только 0,000138% из всего запаса гелия – это изотоп гелия-3. В то время как в метеоритном веществе и лунном реголите содержание гелия-3 составляет 17 - 32% от всего количества гелия. Причем на Луне гелий-3 находится лишь в поверхностном слое и имеет солнечное происхождение, а Луна играет роль ловушки для солнечного ветра. И хотя, наверное, все пла ... Читать дальше »

Россияне будут добывать гелий-3 на Луне Промышленное освоение Луны может стать новой перспективной задачей российской космонавтики, считает глава ракетно-космической корпорации "Энергия" Николай Севастьянов. Как передает РИА "Новости", он заявил: "Мы говорим сейчас о термоядерной энергетике будущего и новом экологическом типе топлива, которое нельзя добыть на Земле. Речь идет о промышленном освоении Луны для добычи гелия-3". Гелий-3 способен вступать в термоядерную реакцию с дейтерием, и этот процесс многие считают потенциальным источником дешевой энергии. Использование "лунного реагента" выгодно отличается от часто упоминаемого дейтерий-тритиевого синтеза тем, что в ходе реакции образуются свободные протоны, а не нейтроны. Последние могут значительно больше времени провести вне реактора, а потому более опасны. Легкий изотоп гелия составляет менее одной миллионной от общего количества этого вещества на Земле, однако с 1948 года его регулярно выделяют и используют для исследований в ... Читать дальше »

сли уж инженеры и физики найдут способ справиться с удержанием в десять раз более горячей, чем нужно для современного токамака, гелиевой плазмы (задача, кажущаяся сейчас совершенно фантастической), то, увеличив температуру еще всего лишь в два раза, мы "зажжем" и реакцию синтеза с участием протонов и бора. Тогда все проблемы с топливом будут решены, причем за гораздо меньшую цену: бора в земной коре больше, чем, например, серебра или золота, он широко используется как добавка в металлургии, электронике, химии. Различных боросодержащих солей горнообогатительные комбинаты выпускают сотни тысяч тонн в год, а если нам не хватит запасов на суше, то в каждой тонне морской воды содержится несколько граммов бора. И тот, у кого в домашней аптечке припасен пузырек борной кислоты, может считать, что у него есть собственный энергетический резерв на будущее.

Видим, что добыча гелия-3 на Луне выглядит вполне выгодной, как с чисто энергетической, так и с экономической точки зрения – разумеется, при условии, что на Земле эксплуатируется значительное число термоядерных реакторов, сжигающих гелий-3. Создание таких реакторов представляется в принципе вполне осуществимым, хотя и требует значительных усилий и времени – вряд ли меньшего, чем 20-30 лет. Большой срок? Немалый. Но такое же, если не большее, время займет и создание лунной инфраструктуры для добычи гелия-3. Значит, начинать уже сейчас - вполне разумно. На что можно опереться при создании лунной базы и лунной промышленности? В первую очередь - на спутные газы. На 1 кг добытого гелия-3 приходится: 6000 кг H2 3000 кг Н2О 3000 кг He4 2000 кг СО2 2000 кг СО 2000 кг СН4 500 кг N2 Кроме того, на Луне в больших количествах присутствует минерал ильменит, состоящий из оксидов железа и титана. Из ильменита можно получить кислород либо путём нагрева до температур выше 700 С, либо эле ... Читать дальше »

В 1991 году И.Н.Головин приводил следующие грубые оценки: при топливной составляющей в 1 коп./кВт*ч цена тонны гелия-3 была бы 1 млрд. рублей. Энергетика СССР (300 ГВт в 1991 г.) потребляла бы примерно 40 тонн гелия-3 в год. В каждом полёте на Луну целесообразным было бы привозить 1/3 годовой потребности, т.е. 13-15 тонн. Если бы мы хотели иметь топливную составляющую в 1/3 коп./кВт*ч, то можно было бы допустить, чтобы каждый полёт стоил 5 млрд. рублей. Таким образом, добыча лунного гелия-3 выглядела вполне экономически окупающейся, даже с учетом стоимости разработки лунной космической системы, создания и амортизации лунной промышленности. Как ни парадоксально, по энергетическому эквиваленту лунный гелий-3 может оказаться дешевле земного каменного угля. По современным оценкам, затраты на организацию системы транспортировки стоит 3,5-4 млрд. $ + 750 млн. $ через каждые 10 рейсов к Луне. Доставка 7 тонн гелия-3 на околоземную орбиту – порядка 30 млн. $. Некоторые цифры: в 1990-м году ... Читать дальше »

13.11.2004 Сообщения: 3568 Откуда: Москва Добавлено: Пт Авг 19, 2005 16:04 Заголовок сообщения: Технология добычи гелия-3 на Луне. Промышленность по добыче гелия-3 должна включать следующие процессы: 1. Добыча реголита. Специальные “комбайны” должны собирать реголит с поверхностного слоя толщиною около двух метро и доставлять его на пункты переработки или же перерабатывать непосредственно в процессе добычи. Для получения 1 кг гелия-3 с энергетическим эквивалентом 6*10^5 ГДж необходимо собрать 100 000 тонн реголита, для чего требуются, по оценкам, энергозатраты порядка 2,2*10^3 ГДж. 2. Десорбция гелия из реголита. При нагреве до 600 С десорбируется 75% содержащегося в реголите гелия, при нагреве до 800 С - почти весь гелий. Нагрев пыли предлагается вести, фокусируя солнечный свет либо пластмассовыми линзами, либо зеркалами. Доставка и оборудование печей на Луне требует энергозатрат примерно 180 ГДж/кг. 3. Разделение изотопов He3 и He4. Разделение изотопов He3 и He4 пре ... Читать дальше »

Потому что на Земле гелия-3 по не вполне ясным причинам очень мало – суммарные запасы оцениваются в 4000 тонн (содержание гелия-3 в атмосферном гелии очень низко, и в гелии, получаемом из природного газа, не превосходит 2*10^-6 от He4). В принципе не исключено, что значительные количества He3 содержатся в мантии, однако доступ на глубины в десятки и сотни километров как сейчас, так и в обозримом будущем, представляется практически невозможным. Искусственное получение He3 (например, в ходе распада трития) также представляет собой сложную и дорогую задачу. 4000 тонн земных запасов - это, казалось бы, много. Однако эти 4000 тонн рассеяны в атмосфере и земной коре, так что заполучить их "в руки" просто невозможно. Более-менее доступные запасы составляют 500 кг (300 кг, образующиеся за счёт распада трития в ядерных боеголовках и тяжёлой воде реакторов CANDU и 200 кг, содержащиеся в природном газе), причём из этих пятисот реально доступны лишь первые 300 кг - He3, содержащийся в подземных ... Читать дальше »