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月に豊富にあるエネルギー源、ヘリウム3を使えば世界の消費電力の数千年分のエネルギーが得られる。
【 2009年12月28日付 16時32分 発行 by ネットの声 】

月についてのFAQ

(・_・ )キョロ( ・_・)キョロ
有力なエネルギー源は、探せばいろいろ見つかりそうです。

月に豊富にあると云われているヘリウムスリー。
地球での電力消費量、数千年分に匹敵する月のエネルギー源についてのお話です。

1_20091228160627.jpg

ヘリウム3の核融合(イラスト出典: 「宇宙開発、21世紀の将来像」、宇宙開発事業団、1992)



質問:
月のエネルギー源として、ヘリウム3というものを聞いたことがありますが、これはどのようなもので、どのようにして使うのでしょうか?


回答:
ヘリウム3(「ヘリウム・さん」あるいは「ヘリウム・スリー」と呼ぶことが多いようです)は、ヘリウムという元素の中で、ちょっとだけ中身が違うもの(同位体元素)です。

ヘリウムは、元素の中では水素に次いで軽いもので、原子番号は2番でこれまた水素の次です。
地球上にはあまりありませんが、例えば風船の中に入っていたり、吸うと声が変わるガスとして、皆さんにもなじみがあるかと思います。

ヘリウムは地球にはあまりないといいましたが、太陽の中にはたくさんあります。(そもそも、ヘリウムというのはギリシャ神話の太陽神「ヘリオス」にちなんで名付けられています)。
このヘリウムは、太陽の中で水素が核融合反応を起こしてできたものです。

核融合反応とはなんでしょうか? 

太陽は地球の33万倍もの体積を持っている、巨大なガスの球です。これだけ大きなものになると、中心の圧力はたいへん大きなものになります。

また、それだけの物質が上にあるため、中心部ではものすごい重力エネルギーも生まれます。
太陽の中心は1500万度という温度になるといわれていますので、高温・高圧の中で、水素の原子がくっついてヘリウムになるという反応が起きます。
このときに膨大なエネルギーが生まれて、それによって太陽が輝いているのです。

さて、この太陽の中の核融合反応で、ヘリウム3ができます。
このヘリウム3は、太陽風(太陽から流れてくる粒子の流れ)に乗って、月へ届きます。

月には大気がありませんので、ヘリウム3は月の表面の砂(レゴリス)に吸着されます。
月ができてから45億年の間に、太陽からのヘリウム3は月の表面の砂にずっと吸着され続けてきたと考えられています。

さて、ヘリウム3それ自体も、核融合反応の材料になります。
ヘリウム3と、水素の一種である重水素がくっつく(核融合する)と、ヘリウム4(普通のヘリウム)と陽子になります。
このときに飛び出す陽子が膨大なエネルギーを発生させます。


このような核融合を、人間の手で行う研究は、日本をはじめ、世界中で進められています。
核融合は、原子力(核分裂)に比べて発生できるエネルギーが大きく、また放射能が少ないという特徴があります。

月に豊富にあるヘリウム3を使えば、どのくらいのエネルギーが得られるのでしょうか?
計算では、月の砂に吸着されているヘリウム3をすべて使えば、現在の世界で使われている電力の数千年分のエネルギーが得られるとされています。

また、日本全体の1年間の消費電力をまかなうためには、数トンのヘリウム3があればよいといわれています。
ヘリウム3の核融合は他にも利点があります。陽子の運動としてエネルギーを取り出せばよいので、効率がよいのです。
放射性廃棄物や、二次的に出る放射線の量も少なく、その意味ではヘリウム3は「理想の核融合燃料」です。

ヘリウム3は、月の砂を600度以上に加熱すれば得られます。
しかし、ヘリウム3は月の砂に均等にごくわずかずつ含まれているだけですので、そのためには膨大な砂を処理しなければなりません。
仮に、ヘリウム3を10トン取り出そうとすると、月の砂は100万トンも必要になってしまいます。
日本の年間消費電力をまかなうために、月の砂を毎日3000トン近くも処理しなければなりません。
また、いま研究されている核融合に比べて、ヘリウム3の核融合は、必要な温度が高く、技術的にもたいへん難しいとされています。ですから、実用化できるのはもっとずっと先のことになると思います。

このようにヘリウム3によるエネルギーを使えるのは、まだまだ先の話ではあります。
しかし私たちが将来月に進出して、月面基地を作る頃になれば、あるいはヘリウム3による核融合発電で、快適な月の生活を送れるようになっているかも知れません。  【 出典:月についてのFAQ


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