來源:中考網(wǎng)整合 作者:中考網(wǎng)整合 2016-05-09 20:54:42
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(jī)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。它有許多特殊的性質(zhì)。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(dá)到2.18k以下的時候,液體狀態(tài)的氦-3還會出現(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。科學(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。
、酆ご蟛糠旨性陬w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(yùn)回地球的成本,氦-3的能源償還比估計可達(dá)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,也是必要的。俄羅斯科學(xué)家加利莫夫認(rèn)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(yùn)回的氦-3即可供全人類作為替代能源使用1年,而它的運(yùn)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(yùn)回地面,該計劃總的費用將在2500億到3000億美元之間。
④從20世紀(jì)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(biāo)。我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星搭載的探月儀器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月儀器工作的重要內(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。
1.為什么說“開發(fā)利用月球土壤中的氦-3將是人類能源危機(jī)的極具潛力的途徑之一”?
答:
2.本文作者在《神奇的氦-3》中說:“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段畫線句的內(nèi)容是否矛盾?為什么?
答:
3.文中大量使用了列數(shù)字的說明方法,試舉出一例并分析其作用。
答:
4.下列說法符合原文意思的一項是()
A.氦-3是含有兩個質(zhì)子和一個中子的氦的同位素,也是一種清潔、安全和高效的核融合發(fā)電燃料。
B.作為未來新能源的氦-3,在其聚變過程中不易產(chǎn)生中子且放射性小,它將是一種環(huán)保型的新能源。
C.從月壤中提取氦-3所得到的副產(chǎn)品可以滿足月球永久基地生產(chǎn)和生活的需要。
D.由我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星搭載發(fā)射的探月儀器目前已進(jìn)入對月球土壤厚度與元素含量的初步探測階段。
5.假若某年后由我國發(fā)射的宇宙飛船將氦-3成功運(yùn)回地面,請你根據(jù)本文介紹,用上“月球”“氦-3”“科學(xué)家”三個詞語寫一段話,代表學(xué)生向從事開發(fā)利用氦-3能源的科學(xué)家表示祝賀或感謝。
答:
參考答案
1.要點:①儲量非?捎^(或儲量相對較大)②環(huán)保安全清潔高效③能源償還比高達(dá)250④副產(chǎn)品可維持月球永久基地動作⑤運(yùn)輸費用低,是核能發(fā)電的幾十分之一⑥放射性小,反應(yīng)過程易于控制
2.不矛盾;前者說明的是上億年時間里太陽風(fēng)為月球帶去的氦-3的總量,而本文畫線句說明的是月壤中可以供開發(fā)利用的氦-3的總量。
3.示例:①“這些氦-3所能產(chǎn)生的電能……是相當(dāng)有利的”幾句中,用作比較的“250”“20”“16”三個數(shù)字,具體、清楚、直觀地說明了氦-3的能源償還比高,開發(fā)利用效益大。②“此外……也是必需的”幾句中所列舉的四個數(shù)字,具體說明了開采氦-3所得到的副產(chǎn)品數(shù)量大,利用價值可觀。③“加利莫夫認(rèn)為……3000億美元之間”幾句中,所列數(shù)字清楚明白地說明了開采運(yùn)輸氦-3的費用相對較低,開采的可行性大()
4.(點撥:B中“不易產(chǎn)生中子”與文中的“不產(chǎn)生中子”意思不一樣;C中的“滿足”與文中的“維持”意思不一樣;D中的“初步探測階段”與文中的“初樣研制階段”意思不一樣。)
5.提示:開放性答案。能綜合利用文中有關(guān)信息、合理串接給定的詞語,符合內(nèi)容要求且語言通順即可相關(guān)鏈接:
衛(wèi)星研制工藝工作程序分為方案研制階段、工程研制階段(初樣、正樣)和應(yīng)用、改進(jìn)階段。
歡迎使用手機(jī)、平板等移動設(shè)備訪問中考網(wǎng),2024中考一路陪伴同行!>>點擊查看