本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
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如果我們找到一種清潔、豐富的資源，可以滿足世界能源需求的大部分，那會怎麼樣？為了獲得它，我們願意走多遠？
這是新的科幻電影《月球》提出的問題——既有道德意義，也有後勤意義——該片由鄧肯·瓊斯（音樂家大衛·鮑伊的兒子）執導，本週在紐約市和洛杉磯上映。
這部電影的主角——基本上也是唯一一個出現在鏡頭中的角色——是山姆·貝爾（由山姆·洛克威爾飾演），他即將結束一份為期三年的合同，在月球基地工作，該基地致力於開採氦3，供地球使用。在不久的將來，氦3（一種常見元素的輕同位素）的核聚變提供了世界能源的70%，而像月球遠端的薩朗這樣的基地則為反應堆提供燃料。（實際上，任何型別的用於能源生產的有效聚變都被證明是難以捉摸的，國際熱核聚變實驗堆專案最近遇到了挫折。）
他在月球工業基地的唯一夥伴是一臺類似HAL的機器，一個智慧但明顯非人形的機器人，名叫格蒂（由凱文·史派西配音）。撇開貝爾的孤獨困境不談，如果清潔燃料的相對近距離來源是真實存在的，那麼這個前景將非常吸引人。
事實證明，這部電影描繪的願景與一些研究人員所描述的強大（即使極其困難）的解決我們能源困境的方案非常接近。
傑拉爾德·庫爾辛斯基，威斯康星大學麥迪遜分校核工程師兼聚變技術研究所所長，幾十年來一直在研究開採月球氦3的可能性。他與阿波羅17號宇航員哈里森·施密特一起，是該概念最著名的倡導者之一。（施密特在2004年為《大眾機械》撰寫了一篇文章，描述了一種類似於貝爾在薩朗管理的收割作業。）
庫爾辛斯基說，月球表面應該確實富含這種同位素，它存在於太陽風中，即來自太陽的帶電粒子流。由於地球的大氣層和磁場在很大程度上偏轉了太陽風的大部分衝擊，因此地球上這種同位素非常稀少，但月球的保護要少得多。“唯一靠近太陽且既沒有大氣層也沒有磁場的東西就是月球，”庫爾辛斯基說。來自阿波羅計劃的樣本顯示，與地球上可用的少量氦3相比，月球上的氦3含量更高。庫爾辛斯基估計，月球地殼最外層嵌入了100萬公噸的氦3。
更重要的是，它可以被證明是非常有價值的核燃料——庫爾辛斯基說，如果聚變過程能夠完善，僅40公噸就能為美國供電一整年。也許更重要的是，這種同位素本身不具有放射性，其聚變產物將比當今裂變工廠產生的核廢料清潔得多。
但是，這種清潔能源研究的聖盃，即將氦3原子融合在一起以產生普通氦4和高能質子，絕非易事。“自然就是這樣，”庫爾辛斯基說，“它使這種反應非常困難。”威斯康星大學校園有一個消耗氦3的小型反應堆，但庫爾辛斯基指出，在能量平衡表上實現盈虧平衡還有很長的路要走——也就是說，反應堆消耗的能量遠遠多於其產生的能量。
這種差距足以導致一些懷疑論者完全放棄這項提議。在2007年為《物理世界》撰寫的一篇文章中，牛津大學的理論物理學家弗蘭克·克洛斯駁斥了氦3與氦3的“清潔”聚變，認為其速度緩慢且需要過高的溫度。最重要的是，他說，對月球同位素儲量的估計純粹是假設性的。“在我看來，月球氦3的故事，”克洛斯寫道，“簡直是無稽之談。”
電影《月球》中，月球車照片（上圖）和山姆·貝爾（山姆·洛克威爾飾）在氦3採礦基地駕駛月球車照片（下圖）：索尼經典電影公司