《氦—3——人类未来的新能源》阅读答案

更新时间:2024-06-14 03:53:34

氦—3——人类未来的新能源

①氦—3是一种清洁、安全和高效的核融合发电燃料。开发利用月球土壤中的氦—3将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。

②氦—3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子。它有着许多特殊的性质。根据稀释制冷理论,当氦—3和氦—4 以一定的比例相混合后,温度可以降低到无限接近绝对零度。在温度达到2.18k以下的时候,液体状态的氦—3还会出现“超流”现象,即没有粘滞性,它甚至可以从盛放的杯子中“爬”出去。然而,当前氦—3最被人重视的特性还是它作为能源的潜力。氦—3可以和氢的同位素氘发生核聚变反应,但是与一般的核聚变反应不同,氦—3在聚变过程中不产生中子,所以放射性小,而且反应过程易于控制,既环保又安全。但是地球上氦—3的储量总共不超过几百公斤,难以满足人类的需要。科学家发现,虽然地球上氦—3的储量非常少,但是在月球上,它的储量却是非常可观的。

③氦大部分集中在颗粒小于50微米的富含钛铁矿的月壤中,估计整个月球可提供71.5万吨氦—3。这些氦—3所能产生的电能,相当于1985年美国发电量的4万倍,考虑到月壤的开采、排气、同位素分离和运回地球的成本,氦—3的能源偿还比估计可达250。这个偿还比和铀235生产核燃料(偿还比约20)及地球上煤矿开采(偿还比约16)相比,是相当有利的。此外,从月壤中提取1吨氦—3,还可以得到约6300吨的氢、70吨的氦和1600吨碳。这些副产品对维持月球永久基地来说,也是必需的。俄罗斯科学家加利莫夫认为,每年人类只需发射只到3艘载重100吨的宇宙飞船,从月球上运回的氦—3即可供全人类作为替代能源使用1年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍,如果人类目前就开始着手实从月球开采氦—3的计划,大约30年到40年后,人类将实现月球氦—3的实地开采并将其运回地面,该计划总的费用将在2500亿美元到3000亿美元之间。

④从20世纪90年代开始,包括中国、以色列、日本、印度等国家在内,人类掀起了新一轮的探月高潮,在这次探月高潮中,氦—3成为世人瞩目的目标。我国“嫦娥一号”探月卫星搭载的探月仪嚣于2004年4月开始初样研制,其中探测月球土壤厚度与元素含量是该探月仪器工作的重要内容。氦—3作为最有潜力的新能源,已经成为世界各国能源研究的重要课题。

(选自《新华文摘》2005.9,有改动)

15.为什么说“开发利用月球土壤中的氦—3将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一”?(2分)

16.本文作者在《神奇的氦—3》一文中曾说:“科学家通过分析从月球上带来来的月壤样品估算,在上亿年的时间里,太阳风为月球带去大约5亿吨氦—3。”这与本文第③段开头画线句所介绍的内容是否矛盾?为什么?(3分)

17.文中大量使用了列数字的说明方法,试举出一例并说明其作用。(3分)

18.下列说法符合原文意思的一项是(3分)

A.氦—3是含有两个质子和一个中子的氦的同位素(元素),同时它也是一种清洁、安全和高效的核融合发电燃料(物质)。

B.作为未来新能源的氦—3,在其聚变过程中不易产生中子并且放射性小,所以它将是一种环保型的新能源。

C.从月壤中提取氦—3所得到的副产品可以满足月球永久基地生产和生活的需要。

D.由我国“嫦娥一号”探月卫星搭载发射的探月仪器目前已进入对月球土壤厚度与元素含量的初步探测阶段。

19.假若某年后由我国发射的宇宙飞船将氦—3成功运回地面,请你根据本文介绍,用上“月球”“氦—3”“科学家”三个词语(可不考虑先后顺序)写一段话,代表中学生向从事开发利用氦—3能源的科学家表示祝贺或感谢。(3分)

参考答案:

15.要点:①储量可观(或储量相对较大) ②环保、安全 ③能源偿还比高 ④副产品可供月球永久基地使用(2分,答出其中三个要点即可得2分,每少答一个要点扣1分)

16.不矛盾 前者说明的是上亿年时间里太阳风为月球带去的氦—3的总量,而本文画线句说明的是月壤中可供开发利用的氦—3的总量。二者说明的具体内容不同,所以不矛盾(3分。第一问1分,第二问2分)

17.示例:①“这些氦—3所能产生的电能……是相当有利的”几句中,用作比较的“250”“20”“16”三个数字具体、清楚、直观地说明了氦—3的能源偿还比高,开发利用效益大 ②“此外……也是必需的”几句中所列举的四个数字,具体说明了开采氦—3所得到的副产品数量较大,利用价值可观 ③“加利莫夫认为……3000亿美元之间”几句中,所列数字清楚、明白地说明了开采运输氦—3的费用相对较低,开采利用的可行性大(3分。举例1分,分析2分)

18.A(3分)

19.提示:开放性答案,能综合利用文中有关信息、合理患接给定词语、符合内容要求且语言通顺即可(3分)