Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2007-04-09, 23:34
  #1
Medlem
Efter att ha läst en artikel om den framtida gruvindustrin på Månen i BBC Science där Helium 3 utmålades som månens mest värdefulla 'mineral'. Så blev jag intresserad att veta mer om denna stabila isotop av helium.

Citat:
Data collected from the Apollo Moon landings have indicated that large deposits of an extremely rare gas called helium 3 are trapped in the lunar soil.

Scientists believe that this helium 3 could be used to create a new source of almost inexhaustible, clean, pollution-free energy on Earth.

One of them is Dr Harrison Schmitt, a member of the 1972 Apollo 17 mission and the only trained geologist ever to walk on the Moon.

"A metric ton of helium 3 would supply about one-sixth of the energy needs today of the British Isles," he claims.

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6533169.stm

Sedan gav jag mig in på wikipedia för att läsa lite mer om Helium-3

Citat:
Helium-3 undergoes the following aneutronic fusion reaction, among others, although this is the one most promising for power generation:

2H + 3He → 4He (3.7 MeV) + p (14.7 MeV)

The appeal of helium-3 fusion stems from the nature of its reaction products. Most proposed fusion processes for power generation produce energetic neutrons which render reactor components radioactive with their bombardment, and power generation must occur through thermal means. In contrast, helium-3 itself is non-radioactive. The lone high-energy proton produced can be contained using electric and magnetic fields, which results in direct electricity generation.

However, since both reactants need to be mixed together to fuse, side reactions (D + D and 3He + 3He) will occur, the first of which is not aneutronic. Therefore in practice this reaction is unlikely to ever be completely 'clean'. Also, the temperatures required for D + 3He fusion are much higher than those of conventional D + T fusion, so it is unlikely that this type of fusion will be achieved before the problems with conventional fusion are worked out. Finally as mentioned in the manufacturing section below helium-3 mining is impractical on earth and manufacture requires the high-energy neutrons that proponents of this fusion reaction seek to avoid.

The amounts of Helium-3 needed as a replacement for conventional fuels should not be underestimated. The total amount of energy produced in the 3He + D reaction is 18.4 MeV, which corresponds to some 493 megawatt-hours (4.93e8 Wh) per three grams (one mole) of 3He. Even if that total amount of energy could be converted to electrical power with 100% efficiency, it would correspond to about 30 minutes of output of a thousand-megawatt electrical plant; a year's production by the same plant would require some 17.5 kilograms of Helium-3. Currently, the practical conversion efficiency between the fuel source and the customer's wall-socket is about 30%, so the actual amounts of Helium-3 would be two or three times higher than the above estimates.

The amount of fuel needed for large-scale applications can also be put in terms of total consumption: According to the US Energy Information Administration, "Electricity consumption by 107 million U.S. households in 2001 totaled 1,140 billion kWh" (1.114e15 Wh). Again assuming 100% conversion efficiency, 6.7 tonnes of Helium-3 would be required just for that segment of one country's energy demand, 15 to 20 tonnes given a more realistic end-to-end conversion efficiency.

http://en.wikipedia.org/wiki/Helium-3

Okej en kvick fråga innan jag glömmer den, är det som det står här i texten ovan att 70% av strömmen förloras under transport genom elledningar?

Här är en länk om vad Nobelakademien sa till 2003 års Nobelpristagare i Fysik Professor Abrikosov, Professor Ginzburg and Professor Leggett. Dessa belönades för deras forskning om Supraledare samt Helium-3 samt Helium-4.

http://nobelprize.org/nobel_prizes/p...on-speech.html

Men nu till min diskussionsfråga, vad tror ni helt enkelt om framtiden för Helium-3? Är det något som kan se oerhört bra ut men rinner ut i sanden likt så mycket annat? Är det den bästa supraledaren som kan tillverkas?
Och är det kanske rent av svaret på miljövänlig energi?
Citera
2007-04-09, 23:55
  #2
Medlem
raskenss avatar
Utvinning av helium3 ur Jupiters atmosfär för att bygga interstellära rymdskepp för att kollonisera vår galax är nog den ultimata hard-core sciencefiction drömmen.

Tanken är att låta stora ballongliknande skepp sväva omkring i Jupiters bottenlösa atmosfär för att destillera ut Heliumet som det finns rikligt av där. Sen sände man ner farkoster till dessa ballongskepp för att skörda frukterna. Men jag har inte fått kläm på riktigt hur detta skulle praktiskt lösas. Dels så är gravitationen ca 3gg större än jordgravitationen och man måste på något sätt docka med luftskeppen. Löser man detta är det ju en ingenjörsbedrift av stora mått.
Citera
2007-04-10, 12:45
  #3
Medlem
rockets avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Schackpjäsen
Okej en kvick fråga innan jag glömmer den, är det som det står här i texten ovan att 70% av strömmen förloras under transport genom elledningar?
Den mesta effekten förloras inte i ledningarna, utan redan i kraftverket. De flesta kraftverk använder turbiner för att producera el. Verkningsgraden för en turbin styrs i allra högsta grad av termodynamikens lagar som inte är särskilt förlåtande. I ett kärnkraftverk utvinner man endast ca en tredjedel av energin som produceras som el. Sen tillkommer självklart förluster under transport och omvandlingar.

Att utvinna energi ur fusion ligger långt fram i tiden, men det är helt klart en fantastisk energikälla. Det är ännu bättre om man slipper använda den termiska energin för elproduktion, eftersom den har så låga verkningsgrader.

Vad beträffar just He-3 så är det ett ganska stort företag att utvinna den ur luften på jorden, och vi skulle förmodligen behöva söka oss ut i rymden för den. Även på månen är halten så låg att det skulle krävas ordentliga anläggningar för att utvinna detta. Till detta tillkommer transportproblemen... det blir ett par rymdresor för att få hem allt detta helium. Då blir det nog till att bygga en hiss till månen; för vem orkar ta trapporna med fickorna fulla med helium?
Citera
2007-04-10, 21:33
  #4
Medlem
Jomazis avatar
Fusion med He-3 ska tydligen kräva avsevärt högre temperatur än motsvarande för D-T. Poängen med reaktionen är ju att den ska vara aneutronisk, vilket den nästan är då enbart 5% av energin (om jag tolkat det rätt) i typiska fall återfinns hos neutronerna. En del visioner innehåller spolar vilka direkt utvinner den elektriska energin ur laddade partiklarna som skapas.

Vi snackar dock en nivå svårare än konventionell fusion, som inte ens de mest optimistiska forskare tror att vi kommer att få i kommersiell form förrän 2030-40.

Finns ingen anledning att utvinna det på Jupiter med den extrema gravitationen och dito strålningsfält, när helium även ingår i Uranus atmosfär.

Uranus har inga strålningsbälten av dylik magnitud, och har dessutom en ytgravitation som ligger väldigt nära jordens.

Vad gäller månen så är koncentrationen (0.01 ppm) så löjligt låg att tanken blir lite fånig. 0.01 ppm är 10mg / tusen kilo. Sannolikt får man bränna ut det med en energi som är mångdubbelt större än den vid fusion av heliumet frigjorda energin.

Och visst, det finns solenergi, men i denna skalan blir det löjligt att bränna miljoner ton regolit om dagen för att utvinna enstaka kilon He-3.

EDIT: Månen roterar för långsamt för att en rymdhiss ska bli användbar.

Man kan dock skicka upp saker via en kanon av konventionellt eller elektromagnetiskt slag, då du lämnar månens gravitation med futtiga 2.3km/s.
Människor dock bör man lämpligen skicka upp med raketer då de annars lär få ont.
Citera
2007-04-10, 21:40
  #5
Medlem
Alimamas avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Jomazi
Människor dock bör man lämpligen skicka upp med raketer då de annars lär få ont.

En elektromagnetisk katapult kan väl vara ganska skonsam? För övrigt behöver man väl knappast en fart på 2,3 km/s för att ta sig ner till jorden? Man behöver ju som bekant inte lämna månens gravitation för det.
Citera
2007-04-10, 22:40
  #6
Medlem
Jomazis avatar
Du syftar på en väldigt hyperbol (w?) bana likt den som användes för att nå månen 1969?

Minimum bör vara ca 1.7km/s då det är den minimala banhastigheten runt månen, då blir accelerationssträckan, om 6g (vansinnigt mycket) accepteras:

1800^2/2 = 1.62M / (6*9.81) = 27.52 Km, förvisso inte omöjligt men ett sju helvetes projekt.

Bättre isf att använda laserpulser ifrån marknivå som hettar upp en reaktionsmassa av syre. Vatten är ju inte så vanligt på månen att man vill slänga iväg det hur som helst.
Citera
2007-04-10, 23:25
  #7
Medlem
raskenss avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Jomazi
Finns ingen anledning att utvinna det på Jupiter med den extrema gravitationen och dito strålningsfält, när helium även ingår i Uranus atmosfär.

Uranus har inga strålningsbälten av dylik magnitud, och har dessutom en ytgravitation som ligger väldigt nära jordens.

Det har du ju helt rätt i. Uranus eller Neptunes vore kanske bättre . Jag har endast läst en del av Freeman Dysons ideer. Men även Uranus och neptunus har ju en bottenlös atmosfär som möjligtvis har en fast liten kärna så man måste fortfarande på något sätt ha raffinaderier upphängda i zeppelinare svävandes i atmosfären. Kanske en rymdhiss skulle fungera på Uranus som har hög rotationshastighet 0,7 dygn.
Citera
2007-05-09, 22:01
  #8
Medlem
Bumpar denna efter att ha sett en dokumentär om det hela på SVT2 som precis slutade nu vid 22.00 Var det någon mer än jag som såg den? Var det 1 del av 2? För det känndes som att den slutade lite abrupt...?
Citera
2015-07-19, 11:33
  #9
Medlem
JayGatsbys avatar
Bumpar en 7 år gammal tråd då ämnet intresserar mig.

Har man kommit längre vad gäller Fusionskraftverk?
Och framförallt; om ett rymdgruvbolag skulle upprättas med kapacitet att skicka raketer med fraktkapacitet samt verktyg att utvinna helium-3; hur skulle man praktiskt sett kunna göra det?
Finns det lagstiftning kring utvinning eller är Månen lite Vilda Västern?

Och om man skulle komma hem med helium-3; när förväntas man kunna sälja det? Dvs när kan man föreställa sig att det kommer ha något användningsområde?
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback