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氦-3人類未來的新能源
①氦-3是一種清潔、安全和高效率的核融合發(fā)電燃料。開發(fā)利用月球土壤中的氦-3將
是解決人類能源危機的極具潛力的途徑之一。
②氦-3是氦的同位素,含有兩個質(zhì)子和一個中子。它有著許多特殊的特性。根據(jù)稀釋制冷理論,當(dāng)氦-3和氦-4以一定的比例相混合后,溫度可以降低到無限接近絕對零度。在溫度達到2.18k以下的時候,液體狀態(tài)的氦-3還出現(xiàn)"超流"現(xiàn)象,即沒有粘滯性,它甚至可以從盛放的杯子中"爬"出去。然而,當(dāng)前氦-3最被人重視的特性還是它作為能源的潛力。氦-3可以和氫的同位素氘發(fā)生核聚變反應(yīng),但是與一般的核聚變反應(yīng)不同,氦-3在聚變過程中不產(chǎn)生中子,所以放射性小,而且反應(yīng)過程易于控制,既環(huán)保又安全。但是地球上氦-3
的儲量總共不超過幾百公斤,難以滿足人類的需要?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),雖然地球上氦-3的儲量非常少,但是在月球上,它的儲量卻是非?？捎^的。
③氦大部分集中在顆粒小于50微米的富含鈦鐵礦的月壤中,估計整個月球可提供71.5萬噸氦-3。這些氦-3所能產(chǎn)生的電能,相當(dāng)于1985年美國發(fā)電量的4萬倍,考慮到月壤的開采、排氣、同位素分離和運回地球的成本,氦-3的能源償還比估計可達250。這個償還比和鈾235生產(chǎn)核燃料(償還比約20)及地球上煤礦開采(償還比約16)相比,是相當(dāng)有利的。此外,從月壤中提取1噸氦-3,還可以得到約6300噸的氫、70噸的氮和1600噸碳。這些副產(chǎn)品對維持月球永久基地來說,也是必需的。俄羅斯科學(xué)家加利莫夫認為,每年人類只需發(fā)射2到3艘載重100噸的宇宙飛船,從月球上運回大量氦-3即可供全人類作為替代能源使用1年,而它的運輸費用只相當(dāng)于目前核能發(fā)電的幾十分之一。據(jù)加利莫夫介紹,如果人類目前就開始著手實施從月球開采氦-3的計劃,大約30年到40年后,人類將實現(xiàn)月球氦-3的實地開采并將其運回地面,該計劃總的費用將在2500萬美元到3000萬美元之間。
④從20世紀90年代開始,包括中國、以色列、日本、印度等國家在內(nèi),人類掀起了新一輪的探月高潮,在這次探月高潮中,氦-3成為世人矚目的目標。我國"嫦娥一號"探月衛(wèi)星搭載的探月儀器于2004年4月開始初樣研制,其中探測月球土壤厚度與元素含量是該探測衛(wèi)星工作的重要內(nèi)容。氦-3作為最有潛力的新能源,已經(jīng)成為世界各國能源研究的重要課題。
15.第③段劃線句在文中的作用是什么?請簡要回答(3分)(原創(chuàng))
16.指出下列說法的錯誤,并簡述理由。(4分)(改編)
①作為未來新能源的氦-3,在其聚變過程中不易產(chǎn)生中子并且放射性小,所以它將是一種環(huán)保型的新能源。
②從月壤中提取氦-3所得到的副產(chǎn)品可以滿足月球充滿永久基地生產(chǎn)和生活的需要。
17.本文作者在《神奇的氦-3》一文中曾說:"科學(xué)家通過分析從月球上帶回來的月壤樣品估算,在上億年的時間里,太陽風(fēng)為月球帶去大約5億噸氦-3。"這與本文第③段開頭所介紹的內(nèi)容是否矛盾?為什么?請簡要回答。(3分)(原創(chuàng))
18.為什么說"開發(fā)利用月球土壤中的氦-3將是解決人類能源危機的極具潛力的途徑之一"?請根據(jù)文章,分點簡要回答(4分)(原創(chuàng))
閱讀理解答案:
15. 列數(shù)字,作比較。具體說明氦-3的能源償還比高,開發(fā)利用效益大。(3分)
16. ①原文第二段說“氦-3在聚變過程中不產(chǎn)生中子,所以放射性小”,而不是“不易產(chǎn)生中子并且放射性小”。(2分)
②原文第三段只說從月壤中提取氦-3所得到的“這些副產(chǎn)品對維持月球永久基地來說,也是必要的”,并未提到“可以滿足月球永久基地生產(chǎn)和生活的需要”。(2分)
17.不矛盾。前者說明的是上億前時間里太陽風(fēng)為月球帶去的氦-3的總量,而第三段開頭所介紹的是月壤中可供開發(fā)利用的氦-3的總量。二者說明的具體內(nèi)容是不矛盾的。(3分)
18.①儲量可觀(或儲量相對較大);②環(huán)保、安全;③能源償還比高;④副產(chǎn)品可供月球永久基地使用。(4分,每點1分。)
