据美国生活科学网报道，正当人类为煤炭、石油和天然气等传统化石燃料逐渐枯竭而担忧之时，月球岩土给人们带来无限的希望：科学家们研究美国阿波罗号飞船从月球上取回的岩土发现，岩土中含有大量的氦-3，这是核聚变发电的宝贵燃料。
近些年来新一轮探月活动之所以越来越热闹，除了科学研究方面的强烈追求外，经济利益方面的追求是个重要因素，而大力开发利用月球上的宝贵物质氦-3作为地球上替代能源，则是经济利益追求的一个重要方面。月球一旦成为大家的目标地，几大航天大国正在考虑在月球上建立基地，以开采月球燃料用于未来的核反应堆中。
21世纪的完美燃料
氦-3是氦的同位素，相对其它核能来说，氦-3能在核聚变反应中释放更多的能量，而且几乎不产生放射性污染，被认为是21世纪人类社会的完美燃料。美国威斯康星州大学核能技术学院院长杰拉尔德?库尔辛斯基说：“如果我们能表明我们能燃烧氦-3，它将比其它核燃料更加清洁和安全。”
库尔辛斯基表示，尽管它非常有吸引力，但氦-3往往被核能专家所忽视，原因之一是地球上的氦-3很少。而且少量的氦-3还是当成核武器中多余的副产品收集起来的，价格卖到了每克大约1000美元。
而太阳风可以持续供应氦-3，但地球磁场偏转了这些粒子。好在月球上不是这种情况。库尔辛斯基表示，在45亿年历史中，月球收集到的氦-3大约有100万吨到500万吨。其证据是在月球岩石中发现了10亿分之10-20的氦-3。
据专家们测算，如果在10-15平方公里范围内挖掘并加工深度为3米的月球岩土，就可以提取约1吨的氦-3，足以保证一个功率1000万千瓦的发电机组工作1年。每燃烧1公斤氦-3就可产生19兆瓦的能量，足够供莫斯科市照明用6年多。用美国的航天飞机往返运输，一次可运回20吨液化氦-3，可供美国半年的电力。按照这样的推算，月球上的氦-3可以供地球用上几千年甚至上万年。
开采月球氦-3经济划算
美国宇航局月球与行星研究院的保罗?斯普迪斯说：“氦-3存在于月球上，但浓度较小，这意味着要加工数亿吨月球土壤才能提取一吨氦-3。”而这种提取需要将月球尘埃颗粒加热到大约700摄氏度。
专家们对在月球上采掘加工氦-3并运回地球发电进行了成本对比分析，得出的结论是在经济上完全划算，因为在发电量相同的情况下，使用月球上的氦-3，其花费只是目前核电站发电成本的10%。为此，包括中国、美国、俄罗斯和印度在内的一些国家都已经提出要用氦-3当作月球探测的潜在回报。
库尔辛斯基及其同事已经设计出了月球车，可以月球上行走，收集月球土壤并通过集中阳光来加热它。库尔辛斯基估计，这种开采工作将获得的能量是其消耗能量的300倍，包括往返月球所需要的所有能量。相比之下，采煤的收获能量回报是消耗能量的15-20倍。他的小组估计从月球采集回来1吨氦-3的总体成本大约为8亿美元。这个数字听起来很大，但如果将出售此核能的价格相当于每桶石油100美元的价格的话，1吨氦-3的价值将达到100亿美元。
库尔辛斯基说：“我们真正的挑战不是获得氦-3，而是要证实我们能燃烧它。”
解决方案
目前所有的核电站都基于核裂变的，即大原子核裂变成较小的原子核。而优选方案是核熔合，即小原子核熔合成较大的原子核，同时释放大量的能量。商业化核熔合反应堆还没有建立过，但国际热核聚变实验堆(ITER)原型已经在法国卡达拉舍(Cadarache)开始建造。此计划将在2016年前产生所需的1亿度高温的等离子体。
在国际热核聚变实验堆中将要发生的反应是2个氢同位素??氘和氚的熔合。值得关心的是氚具有放射性，是核武器中的一种成分，因此处理它时得格外小心。
另一个问题是从氘-氚熔合反应中释放出来的高能量中子。这些中子猛烈撞击此反应堆的墙壁，会导致建筑损坏。库尔辛斯基表示，此反应堆的墙壁可能每隔一二年就要重新替换。这就是为何库尔辛斯基和其他人提倡用无放射性氦-3代替氚的原因。
美国Emc2熔合公司的里奇?纳贝尔说：“其优势是它产生的中子很少。这不仅可以减少辐射问题，还可大大简化其加工工艺。”而且，氦-3熔合的反应产物带电，因此它们的能量能直接转化成电，根本不需低效率地将开水变成蒸汽。
很难燃烧
不过，燃烧氦-3需要的起始能量比燃烧氢同位素要高。这就是为何国际热核聚变实验堆当时没有考虑采用氦-3当可能性燃料的原因。然而，库尔辛斯基小组在开发不同的方法??叫惯性静电限制(inertial electrostatic confinement，简称 IEC)，用于完成核熔合反应。这可以有效限制核子外泄，而且成本也比传统方法更低。取代用磁场来禁闭高热的等离子体，如国际热核聚变实验堆计划中所采纳的，惯性静电限制(IEC)通过磁场彼此加速核子来工作。
库尔辛斯基和他的合作者已经在他们的小规模原型系统中设法维持了核熔合反应。不过，大多数研究人员认同氦-3不可能成为核熔合反应堆的首要燃料。斯普迪斯说：“氦-3在下一个世纪可能成为一种重要的能源。但这个时候现在还没有到来。我想这还有待时日。”