核反应堆，是一种可以控制和维持自我连锁反应的装置。核反应堆主要用途是发电（核电厂）和作为船舶的动力装置。 位于瑞士的一座小型研究反应堆 其中，一些反应堆还被用来生产医疗和工业用的同位素或者生产武器级钚。截止2019年初，全球共有680座核反应堆在运行，其中包括226座研究堆。现有的核反应堆主要包括轻水堆，沸水堆，重水堆，高温气冷堆和熔盐堆。下面将逐一介绍： 1.轻水堆   轻水堆中，冷却剂起着减速剂的作用 这种反应堆使用压力容器来容纳核燃料、控制棒、慢化剂和冷却剂。离开压力容器的热放射性水通过蒸汽发生器循环，蒸汽发生器又将次级(非放射性)水环加热成蒸汽，使涡轮机运转。它们占据了当前反应堆的大多数(约80%)。 VVER1000反应堆结构 华龙一号示范工程航拍 美军核动力航母编队 轻水堆最新的典型代表有俄罗斯的VVER-1000，美国的AP1000，中国的华龙一号和欧洲的EPR。美国海军军舰上的反应堆也都属于这种类型。 2.沸水堆   福岛核事故的反应堆类型就是沸水堆 沸水堆就像没有蒸汽发生器的压水堆。冷却水的较低压力使其在压力容器内沸腾，产生运行涡轮机的蒸汽。与压水堆不同，没有主回路和副回路。这些反应堆的热效率更高，结构也更简单，发生两次严重核事故（切尔诺贝利和福岛核事故）的堆型都属于沸水堆。 3.重水堆（CANDU）   秦山核电站的两座重水堆（CANDU堆） 重水堆非常类似于压水堆，但使用重水。虽然重水比普通水贵得多，但它具有更大的中子经济性(产生更多的热中子)，允许反应堆在没有燃料浓缩设施的情况下运行。燃料不是像压水堆那样使用一个大型压力容器，而是包含在数百个压力管中。这些反应堆以天然铀为燃料，重水反应堆可以在满功率时加燃料，这使得它们在铀的使用方面非常高效(这使得堆芯中的流量控制更加精确)。加拿大、阿根廷、中国、印度、巴基斯坦、罗马尼亚和韩国都建造了重水堆。 4.高能通道反应堆(RBMK)   切尔诺贝利核电站（RBMK，沸水堆） RBMKs是一种苏联设计，在某些方面与CANDU相似，因为它们在动力运行期间可以重新加料，并采用压力管设计。然而，与CANDU不同的是，它们非常不稳定且体积庞大，使得它们的密闭建筑非常昂贵。RBMK的设计后来被发现了一系列严重的安全缺陷，尽管其中一些在切尔诺贝利灾难后得到了纠正。他们的主要特点使用轻水和未浓缩的铀。RBMK反应堆目前仅在前苏联时期部署了一部分。 4.高温气冷堆   高温气冷堆发电原理示意图 由于工作温度较高，这些设计与压水堆相比具有较高的热效率。有许多这种设计的运行中的反应堆，大部分在英国，这一概念就是在那里发展起来的。高温气冷堆由于反应堆堆芯体积大，退役成本可能会很高。 5.液态金属快中子增殖反应堆 这种反应堆产生的燃料比消耗的多。它们“繁殖”燃料，因为会在运行过程中由于中子俘获而产生裂变燃料。就效率而言，这些反应堆的功能非常类似于压水堆，并且不需要高压密封，因为液态金属不需要保持高压，即使在非常高的温度下也是如此。该反应堆主要有两种类型，铅冷堆和钠冷堆。 （1）铅冷堆 神秘的阿尔法级核潜艇 铅冷却使用铅作为液态金属提供了极好的辐射屏蔽，并允许在非常高的温度下运行。此外，铅对中子是可穿透的，因此冷却剂中损失的中子较少，冷却剂也不具有放射性。与钠不同，铅大多是惰性的，因此爆炸或事故的风险较小，但从毒理学和处置的角度来看，使用如此大量的铅可能是有问题的。这种类型的反应器通常使用铅铋共晶混合物。在这种情况下，铋会出现一些轻微的辐射问题，因为它对中子不太友好，而且比铅更容易转化成放射性同位素。俄罗斯阿尔法级潜艇使用铅铋冷却快堆作为主要动力装置。 （2）钠冷堆 对于钠冷堆，钠相对容易获得和使用，它还能有效防止浸入其中的各种反应堆部件的腐蚀。然而，钠在暴露于水时会剧烈爆炸，所以必须小心。日本的孟州反应堆在1995年发生了钠泄漏，直到2010年5月才得以重启。 6.熔盐堆(MSR)   熔盐堆示意图 熔盐反应堆将燃料溶解在氟化物盐中，或者使用氟化物盐作为冷却剂。熔盐反应堆具有许多安全特性、高效率和适合车辆的高功率密度。值得注意的是，它们的核心没有高压或易燃成分。熔盐堆使用钍作为燃料，作为一种增殖反应堆类型，它可以对乏燃料进行再加工，提取铀和超铀元素，与目前使用的常规一次性铀燃料轻水反应堆相比，只留下0.1%的超铀元素废物。它们产生的少量放射性裂变产物不可再加工，需要像常规反应堆一样进行处理。  

走进中船重工718所派瑞特种气体有限公司在邯郸肥乡区建成投产的新材料产业园，高大宽敞的厂房车间里一尘不染，由四通八达的管道连接起来的生产设备正在生产着三氟化氮、六氟化钨等电子特种气体。公司副董事长李绍波说：“随着公司新材料产业园的正式投产，这里已成为国内最大的电子特种气体生产企业。2019年企业销售收入同比增长26.9%。疫情下，企业销售逆势飞扬，今年上半年实现销售收入比去年同期增长25%。” 派瑞特种气体有限公司特种气体产业快速发展，这是邯郸用心打造特种气体产业的一个缩影。日前，邯郸市政府印发了气体产业发展规划，对全市电子气体、工业气体、稀有气体、氢能、气体装备等气体重点领域发展明确了近期和远期目标，提出2020年全市气体产业产值达到60亿元。 邯郸是我国中原区域的一个资源型工业城市，面对生态环保压力加大，而不可再生资源逐步走向枯竭的双重压力，该市大力调整产业结构，大力发展战略性新兴产业，其中气体产业就是该市选定的一个特色产业。邯郸市发改委主任翟增军表示：“气体产业是一个有着战略资源地位的朝阳产业，发展前景非常广阔。为了抢占先机，我们决定以龙头企业为引领，以园区建设为载体，以产业集群为重点，统筹规划、建设、管理三大环节，力争通过10年左右的努力，把邯郸打造成为技术国际一流、品种全国最全、产能全国最大的电子气体产业技术研发高地和生产制造基地；建设成为引领国内领先水平、最具行业影响力的氢能产业链装备研发制造基地和国家级氢能示范应用基地；发展成为国内长江以北最大的稀有气体和工业气体生产制造基地。力争到2030年，全市气体产业产值突破700亿元。” 电子特种气体是大规模集成电路、液晶面板行业生产所需的关键原材料，被形象地比喻为半导体工业的“血液”和“粮食”。2009年以来，中船重工718所特气公司研制出高纯度三氟化氮、六氟化钨等系列特种气体产品，打破了国外垄断，使得电子特种气体市场价格大幅下降。此后，718所又先后立项开展20多种高纯特种气体研发，自主开发出高纯氘气、三氟甲磺酸、六氟乙烷等新产品，涉及核心关键技术40余项，其中多项技术填补了国内空白，获得发明专利授权18项，产品均处于国际先进水平。其中三氟化氮、六氟化钨两种气体产能世界领先，三氟化氮国内市场占有率超过50%，六氟化钨则超过60%。今年一季度，两种气体产销量分别同比增长30％和70％以上。 在河钢邯钢气体厂稀有气体作业区氪氙精制生产线中央控制室，记者看到多名技术人员正在电脑前监视着氙气生产中的各项实时数据。该厂三级技术专家李军介绍：“氙气属于稀有气体，在空气中的含量约为百万分之零点零八七，它是航天领域中不可替代的一种重要气体。以前的生产技术及产品销售一直由外国公司所垄断，2013年企业开发成功，2017年应用于我国实践十三号卫星，一举打破了我国航天领域的高纯稀有气体需求困境，并让该气体在国际市场的价格由每立方米12万元下降到6万元。目前，该产品已经被中国航天集团成功应用于卫星推进系统，填补了国内空白，为推进系统实现100%国产化作出了巨大贡献。” “通过我们的不懈努力，河钢邯钢气体厂在几年间已经发展成为销售超5亿元产业集群。我们未来的目标是按照国际一流标准建设特种气体生产基地，大力开发标准气、激光气、航天气及相关同位素等产品，力争在‘十三五’末使特种气体品种达到100种以上。”该气体厂厂长李耀这样表示。（经济日报记者宋美倩 通讯员 王翔） 来源：经济日报新闻客户端

稳定性同位素不具有放射性，无论在分离、标记化合物合成及应用过程中均无特殊防护要求，操作简便、使用安全、无毒性，可直接用于动物及人体的营养学、临床医学研究及医疗诊断等等诸多领域。目前得到产业化生产并已广泛应用的主要为氘气（D2）、硼10（10B）等少数几种产品。氘气重要还是通过电解重水来制取，氘气除了可以制作氘灯、氘代试剂、核磁共振、核聚变应用之外，最主要的应用还是在光纤行业，用以生产低水峰光纤。 10B用于控制核反应堆的反应速度。估计，氘气和硼10是目前用量较大的同位素气体产品，另外，碳13（13C）、氮15（15N2）、氧18（18O2）、氖22（22Ne）同位素气体和同位素化合物试剂在许多研究和分析具有广泛的应用。   一、在医学领域，稳定性同位素产品目前已广泛应用于医学领域的临床研究、多种疾病的诊断与鉴别、病情判断、治疗效果评价、脏器功能研究和新药开发等方面，如 PET诊断、13C-尿素呼气法检测幽门螺旋杆菌、肿瘤治疗（硼中子捕获疗法）、药物研究等。   二、在生命科学领域，核磁共振（NMR）和质谱（MS）波谱研究不同蛋白质种群的结构、功能等需要稳定性同位素整合技术，其中包括同位素编码亲和标记方法（ICATTM）、细胞培养中氨基酸稳定同位素标记技术（SILAC）、目标蛋白的绝对定量分析方法（AQUATM）等。稳定性同位素通过生物代谢引入、酶解引入或化学性引入到蛋白质等生物大分子中，通过大型仪器分析后选用分子生物学软件处理可以得到生物大分子的结构图。   能量代谢研究集中在运动医学、儿童营养、食物营养以及减肥、宇航员饮食等方面。采用稳定性同位素示踪法是研究新陈代谢的方法之一，常用稳定同位素有2H、15N、13C、18O等。例如采用2H和18O标记的双标记水［Doubly labeled water (DLW)］技术是一种评价人体能耗量大小的新方法，此方法已初步应用于体育科学领域的实验室研究和场地研究中，是目前评价能量代谢最准确的方法。 在农业科研领域，稳定性同位素15N、13C广泛应用于植物生理生化研究、土壤与植物营养研究、植物保护研究、水稻、花卉、农产品等作物的改良研究、草地的氮素循环研究等方面。在农业上应用的稳定性同位素产品大部分为低丰度产品。低丰度的15N标记尿素、15N标记硫酸铵、15N标记硝酸铵、15N标记氯化铵等无机盐类是比较常用的肥料示踪剂。   三、在环境科学研究中，在不同的环境条件下，稳定性同位素的组成会有一定的差异，氮同位素就是一种很好的污染物指示剂。在生态系统污染的监测中，测定的15N值还可以作为水域环境污染程度指标。通过使用稳定性同位素技术，可以使生态学家测出许多随时空变化的生态过程，同时又不会对生态系统的自然状态和元素的性质造成干扰。稳定性同位素15N能够被用来测定植物通过氮固定或吸收土壤NH4+及NO3-获得氮素相对比率；确定土壤中碳和氮周转速率；判定N2O的来源（硝化细菌或反硝化细菌）；确定食物链的长度；确定空气和水体污染物的来源；如何确定植物的分布区域等。   四、在分析测试领域，食品、农药残留、兴奋剂、海洛因的检测中，稳定性同位素技术具有独特的作用。在地质学、地球化学、古生物学、生态学等研究中也有着广泛的应用。稳定同位素标记化 合物还可作为NMR和质谱仪等分析检测方法的内标物等。 在激光领域，氖同位素20Ne、22Ne和3He是制备氦-氖激光器的关键材料。这种激光器可以用于激光陀螺，而激光陀螺是一种新型的惯性导航部件，它主要应用于各种型号、规格的卫星、飞机、舰船的导航及定位、定向系统。   在核能发电领域的应用：10B用于控制核反应速度，使核反应堆安全、稳定运行；用于核反应堆的防护材料等。10B亦有代替氦3用于制作中子探测管。   五、在半导体行业，硅的同位素28Si具有更好的晶体结构，提高了热导率，可用于半导体芯片基础材料，缓解因半导体芯片尺寸缩小，电流密度增大而带来的温度升高。ND3可用来制作氮化硅和氧氮化硅的钝化薄层。当扩散部分的氘取代失去的氧气时，有较重介子质量的氘以增加特定的晶体管寿命。

决定世界命运的未来能源，月亮上的氦-3，真的能够顺利获取吗？ 原创2021-05-06 10:49·百科記   在现如今这个物质文明与精神文明高速发展的时代，一个我们长期忽略了的客观事实，以无法被动摇的姿态出现在了我们的面前，那就是能源危机。而随着人类的科技发展踏上了新的台阶，人类首次脱离地球，成功将飞行器送到月球上之后，被命名为氦-3的新元素就成为了解决人类能源问题的答案。关于氦-3，我相信大部分的观众对这方面的知识不仅没有了解，甚至连听都没有听说过。今天这期节目中，就让我来给大家简单的讲解一下有关于氦-3的知识吧。氦-3实际上是一种无色无味的气体，它和氦元素属于同一种类，同时，氦-3也是被世界各国公认的，新型可控核聚变能源生产的应用材料。核聚变反应和核裂变反应之间有着本质的区别。   核裂变，又被称之为核分裂，指的是原子核发生分裂过程的反应，一般来说，都是由质量较重的原子核分裂成两个乃至多个质量较小的原子。核裂变技术通常被运用在以核能发电的核电站，其中应用最广泛的，就是铀-235。但是核裂变的过程是极其危险的，原子遭受到热中子的撞击时，被撞击的原子一般会放出依附在原子核上的2到4个中子，这些不断被撞出原子核的中子，就是辐射。并且，在撞击中的原子除了放出中子之外，还会产生超高的温度，如果温度过高且没有被控制的话，核反应堆的堆芯就会因温度过高而熔毁反应堆的外保护层，由此演变成一场核灾难。   核聚变则与之不同，聚变反应主要是因为质量较小的原子，在高温或是高压的状态下，原子核摆脱了核外电子的束缚，与另一个原子核吸附到一起，从而发生的聚合反应，生成新的质量更重的原子核。并且，由于中子不能发电，所以中子也会在这个过程中被释放出来，大量的电子和中子的释放，就构成了核聚变反应的能量反应。以全世界目前的科技力量而言，现行的核裂变技术以及核聚变技术都会在反应过程中释放出大量的辐射物质，但与各国正在研究的核聚变技术不同，氦-3的聚变反应因为不产生中子，所以几乎不具备放射性，而且使用氦-3作为聚变反应的材料，还能使聚变反应的发生过程更容易被掌控，从而使人类以最安全有效且环保的方式掌握核聚变。   也就是人类一直以来就在研究的可控核聚变。可控的核聚变技术象征着地球在数千年内都不再有能源危机。就目前而言，人类使用的能源基本为石油能源，石油不仅牵扯着国家力量的发展，更是与经济世界产生了紧密的联系。美元之所以比人民币更值钱，就是因为美元在几十年来，一直与石油挂钩，这也是为什么美元会成为全球硬通货的主要原因之一。但是，美国地质局在2020年的报告中指出，全世界范围内剩余可开采的石油储量只有3万亿桶。在一般人看来，3万亿桶石油好像是一个很大的数字，可当这3万亿桶石油被平均分配当全世界的各行各业乃至于每个人身上的时候，3万亿桶石油，就变成了毛毛雨了。   至于和石油一样可以被作为能源的煤炭和天然气，全球储备量则更低，煤炭在近些年来的需求量尽管已经大大下降，但从各国每年的开采量数据来看，还是有着明显的下降趋势。此时出现的氦-3，就为人类的能源危机给出了一份堪称完美的新道路。1958年，当美国的“阿波罗”号载人登月飞船顺利返回地球之后，美国的专家们从“阿波罗”号采集的月球表面岩土样品中发现，月球的土壤中，含有大量的地球上稀有的元素——氦-3。这一发现在短短的几天内就惊动了整个核能源行业，大量的氦-3使得原本停驻在理论阶段的可控核聚变技术有了被实现的可能。   和美国专家们的分析一样，我国的科学家们也早就验证了月壤中含有大量氦-3的理论，并在登月技术完善后开始了估算月壤中氦-3的整体储备量。通过2015年玉兔号月球车在月球表面进行的测量，月球土壤中储备的氦-3总量约为地球氦-3储备量的200万倍，其可提取的氦-3元素若是作为能源进行发电，可以供应全人类约1万年的使用。那么氦-3在核动力发电的方面到底有多大的优势呢？经过对比我国每年的发电耗费大量的资源能源就不难发现，我国每年消耗的能源数量约为50亿吨标准煤，同比之下，100吨氦-3就能够为全球提供整整一年的能源消耗。所以氦-3在能源方面的优势非常明显，也正是因为氦-3的高效和安全，氦-3 也被科学家们称为"完美能源"。如何提取氦-3成为了急需攻克的难题。   前面我们说到，氦-3作为一种相对优质的核聚变材料，在地球上的储备量只有月球土壤中氦-3含量的零头，可怎么有效提取月球土壤中含有的氦-3呢？要知道，提取氦-3可不是一件随随便便的事。首先，在月球表面直接提取氦-3肯定是行不通的，因为要想直接把含有氦-3的月球土壤转换成氦-3 ，必须要将月球土壤加热到摄氏700度以上，这个过程势必要消耗大量的氧气，而月球表面，根本没有氧气。这时，肯定有观众会说那为什么不将月球土壤带回地球，之后再进行提取呢？   2020年11月24日，随着我国文昌航天发射场内的一声爆响，长征五号遥五运载火箭托举着嫦娥五号全力奔向了月球。在经过了23天的太空之旅后，嫦娥五号顺利的返回了地球，并成功在内蒙古四王子旗着陆。这一次，嫦娥五号带回了重量为两公斤的月球土壤。根据国家航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师裴照宇的表述来看，由于嫦娥五号本身的重量就达到了8.2吨，如果肆意的增加采取的月壤重量，很有可能破坏探测器各项指标的平衡，从而因超出了火箭的运载能力导致失败。   两公斤，一次登月采取两公斤，这两公斤月球土壤中含有的氦-3 ，能够抵得过采取过程中的能源消耗吗？很明显，两者是不成正比的。哪怕嫦娥五号这次带回来的不是两公斤月壤，而是两公斤实实在在的氦-3，能源的消耗与补充都是不能成正比的。那么，就真的没办法高效节能的对月球土壤中含有的氦-3进行提取吗？有，当然有，只是以目前人类的科技程度而言，尚且无法实现罢了。在提取月球土壤中含有的氦-3这条路上，人类也不用太过着急，根据报告显示，地球现有的石油储备量以及煤炭、天然气总和还能够使用一到三百年，而人类从进入工业化时代至今，也不过二百多年的时间。

新能源不用加油得充电，得需要更多的发电站，不能太依靠烧煤发电站，太依赖还是达不到碳中和，核电站才是硬道理，谁掌握了月球上面的氦3谁就是最大赢家！好好享受发动机跟有人驾驶给我们带来的快乐吧！无人驾驶普及又有人失业了。我的锤子那？？？

一、为何要建造月球中国城 1.地球可承受能力及能源有限 地球人口总体趋势是越来越多，1800年时世界总人口是约10亿人，1900年时约为16.5亿，2000时猛增至约61亿，而截止2020年5月31月世界人口来到近76亿，地球对人类承受能力有限，未雨绸缪地拓展生存空间势在必行。 目前地球连一块礁石都有名有姓有归属，其背后是对资源的重视，中国有14亿人，随着中国人民生活水准日益提升，对资源需求也水涨船高，但要想让14亿人都过上发达国家的生活，除了要不断科技进步，成为科技强国，还要拓宽生存空间，以获取更多的资源，成为资源强国。   2.为何是月球 目前适合建立人类基地有月球与火星。 去火星运输成本太高，并且因火星与太阳距离太过遥远，加之引力问题，使太阳能不丰富，获取能源和改造类似于地球的大气极其困难。 月球距离地球相对较近，目前较火星研究也较多，人类更了解月球。月球太阳能丰富，可利用太阳能来照明，发电，采暖…等等。月球沙土中含有氧气，可通过技术手段制成液氧供人类使用，并可通过与氢合成淡水。而通过太空实验，在失重情况下已培育出小麦，玉米，西红柿…等100多种太空植物，这些太空植物如果在月球上生长效果会更佳。 总体，月球相对更适合人类建立基地，成为人类的第二个地球可能性更大。   二、中国月球城 1.运输 目前，中国“嫦娥工程”已完成无人月球探测，2021年5月29日顺利完成了天舟2号货运飞船的发射，并完成与先期发射并到位的天和核心舱对接，预测年内航天员会到位，中国以一己之力建成的空间站将正式运行。这些都为中国实现月球上长期住人，建设月球中国城打下坚实基础。 建设中国月球城，首要解决月地交通问题，目前火箭只适合运输，不适合大流量的交通。真空磁悬浮列车也许是可选方案之一，真空磁悬浮列车时速可高达2.25万公里，从地到月大约用时17小时，晚登晨达，完全在可接受范围内。   2.中国月球城 月球属于未开垦之地，运用人类在地球生活经验，很适合从头开始进行规划，避免缺点与弊端，放大优点，进行统一科学规划，方便生活与管理。比如，月球城内进行合理划区，食品生产与加工基地，能源供给基地，游乐购物基地，生活垃圾污水处理基地，居住基地…等等。 中国月球城将是一全封闭空间，生活环境经科学处理后与地球完全相同，因基本集中居住与工作，将不再有私人交通工具。可进行人工降雨，温度也可进行调节，以制造四季。因无污染，空气较地球新鲜，当然食用也均为绿色食品…   3.中国月球城如何赢利 月球城投入肯定是天文数字，即便有开拓空间与能源和建设月球军事基地刚性需求，但若不能赢利也无法长久支撑。 月球目前已知有铁，钛，钾等多种高价值矿产与稀土，尤其是氦-3这种地球几乎不存在元素，该元素是100％的清洁聚变能源，在核聚变过程中不产生中子，也就不产生辐射。氦-3月球含量高达100万吨，所产生能量够目前地球人类消耗1万年。中国如能率先开采利用，可执地球能源之“牛耳”，摆脱石油依赖，当然美元霸权自然也烟消云散了。 除此外，可开展月球旅游，医疗，对地球销售月球产品…等等等！这些都是高附加值，利润远高于地球，以中国目前能力在月球形成产业链，没有任何问题。 中国错过一次地理大发现，没有参与大规模的殖民，对于此次没有任何杀戮的月球殖民，中国要有紧迫感，抛弃固有的国土家园观念，让中国文明率先随着中国月球城入驻月球！   举报    

在月球上发现的“氦3”真的是人类的未来吗？   世界科学界估计，来自太阳风的 110 万吨氦 3 沉积在月球表土中。如果将氦3带到地球并用于核聚变发电，人类可以使用清洁能源数百年。   对月球氦3的期望已经成为过去。登月的阿波罗飞船带回 382 公斤，前苏联带回 170 克月球表土和岩石。对此进行分析的科学家发现了各种矿物质，例如钛，但更令人惊讶的是氦 3 的存在。混合在太阳风中的氦 3 几乎无法到达地球，但大量的氦已经流入并沉积在月球上。 令世界兴奋的原因是，当氦3用于聚变发电时，它会释放出大量的电能。科学家们甚至通过月球地质调查发布了氦3的分布图。大约一半的氦 3 被埋在“月球海”中，占月球的 20%。 威斯康星大学融合技术研究所估计，月球表土中含有 110 万吨氦 3。它足够大，可以创造人类将使用几个世纪的能量。印度空间研究组织 (ISRO) 主任 Kayla Sabadibu Sivan 计算出它至少可以持续 250 年。俄方也将储量提高至247万吨。   核聚变使用的氘和氚很容易从海水中获得，但如果用氦3代替氚，可以获得更高效的清洁能源。不需要发电机来运行涡轮机。当由 2 个质子和 1 个中子组成的氦 3 与氘（质子 1 和中子 1）融合时，几乎不会发出辐射。Helum 4 是一种副产品，可用于医疗目的和低温物质。 虽然根据科学家的计算存在差异，但一次可以将25-40吨氦3装入航天飞机，据说足以供应美国一年使用的能量。据估计，全人类一年可以使用 100 吨能源，而不会出现变暖、污染或辐射问题。 如果月球表面宽约2平方公里，深约1米，可提取约100公斤氦3，按计算，1吨价值30亿美元。特别是提取1吨氦3时，可副产8吨氧气、水和6吨氢气，这些都是航天基地维护和太空探索所必需的。 中国探月工程嫦娥工程首席科学家欧阳自远曾强调，每年三架航天飞机可以为世界提供足够的燃料供人类使用。如果你能控制氦3，那将是一个没有能量的世界。   不存在悲观的观点。自从在月球上发现氦3以来，30多年甚至1g也没有得到保证，即使得到了保证，在发生核聚变之前还有很多技术难题。然而，普遍的前景是采矿和核聚变反应堆的发展的技术问题将在21世纪中叶被克服。这是因为新的金矿热潮，如第二个西部边疆时代，正在集中资本和技术。 事实上，正在研究一种技术，可以提取 1~2m 的月球表面物质，并通过将其加热到 600 摄氏度来将其分离。如果使用正在研制的航天器，带回地球并不难。

随着人类科技的发展，我们看到越来越多的国家将“目光”指向了地外天体。而月球、火星只是其中的一部分，如今在全世界范围之中，有实力登陆月球、火星的国家也是“屈指可数”，然而似乎也只有中国一次性的完成了月球、火星的登陆。而如今中国的天问一号火星探测器也在不断探索数据。   并且还给我们发布了关于“火星的照片”，这是中国人首次利用自己的火星探测器——拍下来最完美的火星照片，给我们来看的，所以这是值得骄傲的。除了中国之外，可能就是美国进行火星探测、获取火星数据等等稍微较多了。而在7月我们又迎来了一个关于月球探索的消息。   跟随中国脚步！世界第二个登陆月球远端的准备 大家应该知道，在2019年的时候，世界上首艘由私人机构资助的登月飞船“创世纪”号（Beresheet）诞生了，可以说差一点就成功在月球着陆了，根据当时的监测情况来看，在距离月球表面约149米的高度时坠毁，可以说非常可惜，原因就是“Beresheet因主发动机故障”，一旦成功了，这就是一个新的世界纪录，但是失败了，确实也很可惜。   大家都知道，月球在着陆的过程是最困难的，包括印度的月球探测器，也是在着陆的过程之中失败了，虽然印度公开说，自己是成功的，但是“软着陆”变成了“硬着陆”，最终探测器坠落，也没有任何的成果。而这一艘登月飞船“创世纪”号（Beresheet）是来自以色列的。   属于以色列非盈利组织SpaceIL，在7月的时候，它们再次宣布了第二次登月计划，并且如今已经基本筹齐了用于第二次登月计划的1亿美元（约合人民币6.5亿元）资金，这将资金将于用于完成2024年的发射任务。所以他们希望第二次能够成功，确实是跟随中国的脚步，希望能够成为继中国后第二个成功登陆月球远端的国家。   并且以色列的“Beresheet 2”计划，已经在2020年底宣布了，它将由三个航天器组成，一个轨道飞行器和两个着陆器，所以这对以色列来说又是一个大挑战，如果成功了，以色列将在全球的航天地位进一步的提升，如今它们只需要重点注意“着陆”问题就行。 为什么大家要探索月球，争“氦3”？ 当然，从潜意识的角度来讲，人类探索月球其实很简单，为了证明自己的航天实力，同时建立月球基地，为未来走向更远的天体提供基础等等，而从深层次的角度来讲，探索月球可能还是以探索资源为主，在月球上有一种非常重要的资源，可以说是非常受关注的，那就是——月球氦3。   月球氦3是宇航员们采集月球岩石的时候，发现的一种储量惊人的新物质，该物质的作用非常强大，可以与氘一同参与核聚变反应堆反应，释放出大量能量，所以属于典型的“核能”物质。   根据公开数据显示，据估计，月球土壤中氦3的含量为715000吨。从月球土壤中每提取一吨氦3，可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳，所以这是一笔巨额财富。   至少从如今的分析来看，由于月球的氦-3蕴藏量大，对于未来能源比较紧缺的地球来说，无疑是雪中送炭，所以如今世界各国都在进行对月球的探索，可能也是在进行对“月球氦3”物质开采做准备。   总结 如今太空竞争已经在全球范围内出现，这是不可否认的。但是能够实现重大的航天计划可以说并不多，包括我们说的月球登陆事件，也并没有看到有多少的国家可以做到真正的月球登陆，基本上都失败了。同时如今在全球范围之中，也只有美国实现了“载人登月”，所以要想进行对月球资源的开采，可以说并不是容易的事情。   只能看看随着科技的发展，会不会有更多的国家登陆到月球，短时间来看，这个可能性还是较低。如今以色列约合人民币6.5亿元的资金打造第二个月球探测器，是否会成功，我们就看后面了，按照计划来看，预计是在2024年完成发射任务。   所以从时间上来说，还是比较紧张的。月球是世界各国都可以探索的，后面可能还有印度等国相继登月，我国也会加大对月球的探索，未来开采月球资源可能也是一个目标，而“月球氦3”将可能成为未来的竞争资源。

全球半导体供应吃紧，氦气概念大涨 2021-08-17 17:24·赢家定势 氦气的基本概念   “helio”在希腊文中代表着太阳神，而当它与“-ium”这个后缀联系在一起时，便成了国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一 氦气（Helium）。常温下，氦气是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。是所有气体中最难液化的，是不能在标准大气压下固化的物质。液化后温度降至2.174K时，具有表面张力很小、导热性很强、黏度极低等特殊性质。利用液态氦可以得到接近绝对零度的低温。 化学性能稳定，进行低压放电时显深黄色。一般不生成化合物，在低压放电管中受激发可形成He2+、HeH等离子及分子。一般状态下很难和其他物质发生反应，在特定条件下和某些金属可形成化合物。 [7] 液态氦在温度下降至2.18K时，性质会发生突变，黏度极小，成为一种超流体，能沿容器壁向上流动，热传导性为铜的800倍，成为导热性能极佳的热导体，其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。这种异常的液体叫做液氦Ⅱ，正常的液态氦叫做液氦Ⅰ。 氦气的制作方法   1、冷凝法：天然气提氦在工业上采用冷凝法，该法工艺包括天然气的预处理净化、粗氦制取及氦的精制等工序，制得99.99%的纯氦气。 即：天然气——净化——粗氦——精制——氦气 空分法：一般采用分凝法，从空气装置中提取粗氦、氖混合气,由粗氦、氖混合气制纯氦、氖混合气,经分离及纯化，制得99.99%的纯氦气。 即：空气——空分——粗氦、氦气——纯氦、氖气——分离——纯化——纯氦气 3、氢液化法：工业上采用氢液化法从合成氨尾气中提氦。该法工艺是低温吸附清除氮、精馏得到粗氦，加氧催化除氢及氦的纯化，制得99.99%的纯氦气。 即：原料气——除氮——精馏——除氢——纯化——氦气 4、高纯氦制法：将99.99%的纯氦进一步用活性炭吸附纯化制得99.999%的高纯氦气。 氦气可以在哪些领域应用 氦气在大气中含量只约为百万分之5.2，是一种稀有气体，它的应用可是极其广泛的，在军工、科研、石化、制冷、医疗、半导体等领域中，它都有着十分重要地位： 核磁共振：是常用的成像工具，而氦气可以帮助它内部的超导体原件保持在超低温的状态下，从而使它产生极强的磁场，用来达到检查身体的作用。   条形扫码器：在超市中，收银员使用的扫码器，其实也叫氦-氖激光器，其中的 气体混合物大部分是氦气，这样氦原子可以被激发，并进一步与氖原子碰撞，达到扫码效果，而且氦气的使用也使能量消耗更低，效果也更好。 焊接：氦用作冶炼及焊接时的保护气体，这在造船以及飞机、宇宙飞船、火箭和武器的制造等方面非常重要。 半导体芯片：氦气在半导体芯片中可以实现零部件的快速冷却，从而提高生产率，还能控制热传递速率，以改善生产效率并减少缺陷。 航天航空：同时氦气有优良的渗透性， 用于核反应堆的冷却，火箭和核反应堆的一些管道及电子和电气装置等的检漏。 我国氦气储能现状 我国在宁夏盐池县开设了中国首座大型氦气工厂，并投入使用。是国内首个可以生产和运营氦气的商业化设施。该项目采用中科富海研发的LNG-BOG低温提氦装置，从液化天然气（LNG）闪蒸汽中提取出高纯氦气。 由于原料来自LNG工厂的废料，成本与进口相比“很有竞争力”，可广泛推广以捍卫国家氦气战略安全。美国是全球最大氦资源国，资源量占全球的40%。目前，我国所使用的大部分氦气都来自于外国，主要是美国或是那些设备所有权归属于美国的国家。 氦气在地球上极其稀有且不可再生，被誉为“气体稀土”。氦气因其具有低密度、低沸点和惰性等特质，是航空航天、半导体、光纤和低温超导等领域不可或缺的关键气体，战略地位极高。有参与该项目的科学家透露，以液氦这种形式为例，新建成工厂的年产量将达20吨。虽然这一数字和中国目前每年4300多吨的巨大用量还有相当大的差距，但该工厂的建造成本很低，估计在3000万至5000万人民币之间。一旦中国建立数百个类似的设施项目，完全可以实现在氦气上的“自力更生”。 风险提示 任何投资建议不作为您投资的依据，您须独立作出投资诀策，风险自担。请您确认自己具有相应的权利能力、行为能力、风险识别能力及风险承受能力，能够独立承担法律责任。所涉及个股仅作案例分析和学习交流，不作为买卖依据。投资有风险，入市需谨慎！备注：由于篇幅有限，市场特征和市场逻辑也在不断变化，对于更具时效性的研究，有需求的用户可以联系您添加的助理，获取相关信息，我们会为您提供全面优质的服务。

新华财经天津6月1日电（记者李亭、安娜、吴慧珺）小到升空气球、搞怪变声，大到航空航天、核磁共振……都离不开一种气体——氦气。因具有低密度、低沸点和惰性等特质，氦气被广泛应用于国防、航空航天、核工业、科研、医疗、工业等领域，是国家安全和高新技术产业发展的重要战略物资。但数据显示，我国95%以上的氦气需求需要进口。氦气供应为何依赖进口？如何完善其供应体系？记者对此进行了调研。 ——需求与日俱增 年进口量近4000吨 中国工业气体工业协会的数据显示，2018年我国氦气年需求量约2300万立方米，约占全球需求量的14%，并保持年均约15%的增长。目前我国氦资源最大的终端用户是高端装备制造中的半导体和光纤领域，约占氦气需求总量的45%；医用核磁共振和大科学工程（低温超导）约占需求总量的20%；航空航天领域主要是航天发射场试验场需求，约占需求总量的5%。 相对与日俱增的需求量，国内氦气供应严重不足。中国工业气体工业协会常务副理事长洑春干介绍，氦气主要来源有空分提取和从天然气中提取。国内有首钢、宝钢、武钢、邯钢、杭氧、上海启元等几家企业通过空分设备提取氦气，2020年产量约10万立方米；2020年8月，我国建设并投产了从生产LNG的不凝气（BOG）中提取氦气的2个项目，2020年总产量约40万立方米。 据中国工业气体工业协会统计，我国现有95%以上的氦气都依靠进口。2020年总进口液氦达3700吨，预计2021年进口量为4100吨。 我国氦气主要靠进口液氦。“美国、卡塔尔和澳大利亚包揽其中绝大部分出口，林德和法液空等欧美空气公司通过核心生产和液化设备垄断绝大部分氦气气源供应。同时，受制于液氦海上运输的影响，我国大多数地区用氦成本较高。”洑春干说。 今年3月下旬，安徽中科昊海气体科技有限公司投资建设的氖氦精制装置一次性开车成功，已能够产出氦纯度99.9999%的氦气。“氦气几乎一天一个价，公司投产半个月，订单已经排到了三个月以后，几千标方的氦气正在排队生产。”安徽中科昊海气体科技有限公司代总经理潘建田说，一些世界半导体大厂三星、铠侠（东芝）、台积电等都已经与公司取得了联系，希望能提前预订氦气产能。 “液氦是做核磁共振必不可少的材料。最近三年，液氦价格上涨较快且波动幅度较大，每升液氦的价格从100多元上涨到目前的260多元，价格最高时达到400多元。”山西某医院相关负责人告诉记者。 ——多种因素制约我国氦气自主供应 首先，氦气资源缺乏，勘探程度较低。 氦是一种稀缺的非再生资源。根据美国地质调查局2019年对氦资源的估计，全球氦气资源总量约519亿立方米。其中，美国206亿立方米，占全球的40%；卡塔尔101亿立方米，占19%；阿尔及利亚82亿立方米，占16%；俄罗斯68亿立方米，占13%。这四国资源量总和占全球总量的88%。而中国只有11亿立方米，约占全球的2%。 中国石化石油勘探开发研究院研究员张英表示，氦气资源主要赋存于天然气中，一般认为从氦含量大于0.1%的天然气中直接提氦具有商业价值。 原料气不足导致了部分项目提氦成本增加，制约国内提氦的积极性。我国天然气中含氦量普遍较低，业内人士表示，从含氦量低的天然气中提氦经济性较差，从国外进口更加便宜，制约了国内提氦的积极性。 其次，产业链不完善，技术自给能力仍不足。 从氦气的勘探和检测技术来看，张英认为，目前的检测标准和技术仍待完善。 在氦气提取方面，洑春干表示，尽管近年来国内企业自主研发能力有了很大提高，国产大型、特大型空分装置技术水平已达到国际同类产品水平。但由于空分装备复杂，目前国内空分装置制造厂大部分的核心设备依赖进口。如空压机、增压机、高压气体膨胀机、高压液体泵等核心运转设备，高压阀门、高压板式换热器、填料等核心设备，以及仪表控制、物性数据库等均与国外气体公司差距较大，而这些又是空分装置的关键设备。 最后，对氦资源保护的重视程度不够。 记者梳理发现，鉴于氦气的特殊性，美国从第一次世界大战起就开始重视氦资源保护，国会立法形成《氦保护条例》《氦法修正案》。俄罗斯也在积极推动相关立法，将氦气作为重要的战略资源限制出口。而目前国内普遍还没有意识到氦气对于发展高技术产业的重要性，没有形成完善的保护举措。 记者调研发现，氦气除了在工业和科研领域的应用，在生活领域的应用也较为普遍，例如常见的充气气球等。由于与其他稀有工业气体相比，氦气的价格并不昂贵，在使用中回收利用程度有待提高。 ——如何完善氦气自主供应体系？ 业内专家建议，尽快完善氦气相关配套政策，建立国家氦气战略储备库，对氦资源进行战略储备，尽快开展我国氦资源综合开发、利用与保护。 一是加快天然气提氦立法，完善配套政策，推动氦资源全面开发。洑春干建议，对具有一定氦资源丰度的天然气资源进行立法约束，采取必要强制提氦措施，保护氦资源不被浪费，并给予相关提氦企业政策支持。同时将氦气等一般性气体调出我国危险化学品目录及监管体系，支持行业企业快速发展。 北京中科富海低温科技有限公司副总经理黎佳荣建议组织相关科研院校与地方企业共同开发氦资源产业化应用，实现氦资源的全面开发。各地方政府在涉氦先行先试项目中给予协调，放宽审批门槛，支持多种类型所有制企业参与到氦资源的开发中。多位业内专家表示，可采用我国自主成熟提氦技术与装备，积极推动LNG企业开展提氦。 二是“摸清家底”，建立国家氦资源储备库。张英认为，缓解我国氦气进口依赖的关键是“开源”，即发现更多资源。建议加强氦气资源勘探与富集规律研究，摸清我国氦气资源家底。 “鉴于氦气与天然气资源的密切关系，氦气矿业权可以附加于油气矿业权内。我国含氦的油气区块一般都属于地质复杂区，有些地区经过一段时间勘探后未见重大发现，企业就退出了。为加大氦气资源勘探力度，建议将已退出的含氦气或有氦气潜力的区块退还原矿权人，提出加大勘探要求，并从政策上给予支持，推动氦气及油气资源的勘探开发。” 洑春干建议，可确定一牵头部门，对国内氦气资源、使用情况进行仔细调研，并提出保护性开发路线图。黎佳荣认为，探索建立氦资源储备库，对氦资源进行战略储备，加快推进国产氦资源的技术开发与综合利用，减少对氦资源的进口依赖。建议油气行业大型央企牵头，利用行业技术优势，承担氦资源的战略储备职责。 三是完善产业链，积极推动国产技术替代。洑春干建议，从国家层面对先行先试的产业化示范项目给予矿权配置、相关政策与资金支持，打通产业化示范上下游政策壁垒。由行业协会牵头，联合国内高校和人才引进政策，创建良好的创新和研发机制，尽早完善和提升基础研究，积极推动相关配套设备的研发。 近日，国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”通过验收及成果鉴定，标志着我国具备了研制液氦温度（零下269摄氏度）千瓦级和超流氦温度（零下271摄氏度）百瓦级大型低温制冷装备的能力。该设备是航空航天、氢能源储运、氦资源开发等领域以及一批大科学装置不可或缺的核心基础，将为我国氦气资源的开发进一步提供关键技术支持。（完） 版权声明：未经新华财经书面授权许可，严禁任何个人或机构以任何形式复制、引用本文内容或观点。 免责声明：新华财经为新华社承建的国家金融信息平台。任何情况下，本平台所发布的信息均不构成投资建议。