✖


Jump to content

Гелий-3

(Перенаправлено из «Сверхтекучий гелий-3 »)
Эта статья об изотопе. Чтобы узнать о звукозаписывающей компании, см. Helium 3 (записывающая компания) .
Гелий-3, 3 Он
Общий
Символ 3 Он
Имена гелий-3, 3He, He-3,
тральфий (устаревший)
Протоны ( С ) 2
Нейтроны ( Н ) 1
Данные о нуклидах
Природное изобилие 0,000137% (% He на Земле)
0,001% (% He в Солнечной системе)
Период полураспада ( т 1/2 ) стабильный
масса изотопа 3.0160293 Да
Вращаться 1 ⁄ 2
Родительские изотопы 3 H ( бета-распад трития)
Изотопы гелия
Полная таблица нуклидов

Гелий-3 ( 3 Он [ 1 ] [ 2 ] см. также ) — лёгкий стабильный изотоп гелия гелион с двумя протонами и одним нейтроном . (Напротив, наиболее распространенный изотоп, гелий-4 , имеет два протона и два нейтрона.) Помимо протия (обычного водорода ), гелий-3 является единственным стабильным изотопом любого элемента , в котором протонов больше, чем нейтронов. Он был обнаружен в 1939 году.

Гелий-3 встречается в виде первичного нуклида , выходящего из земной коры в атмосферу и в космическое пространство в течение миллионов лет. Также считается, что это природный нуклеогенный и космогенный нуклид , образующийся при бомбардировке лития естественными нейтронами, которые могут выделяться в результате спонтанного деления и ядерных реакций с космическими лучами . Некоторые из обнаруженных в земной атмосфере остатков атмосферных и подводных испытаний ядерного оружия .

Ядерный синтез с использованием гелия-3 уже давно рассматривается как желательный источник энергии будущего . Синтез двух его атомов будет анейтронным , не будет выделять опасное излучение, характерное для традиционного термоядерного синтеза, и не потребует гораздо более высоких температур. [ 3 ] Этот процесс неизбежно может вызвать другие реакции, которые сами по себе приведут к тому, что окружающий материал станет радиоактивным. [ 4 ]

Считается, что гелия-3 больше на Луне, чем на Земле, поскольку он отложился в верхнем слое реголита солнечным ветром в течение миллиардов лет. [ 5 ] Солнечной системы хотя их численность все же ниже, чем у газовых гигантов . [ 6 ] [ 7 ]

История

[ редактировать ]

Существование гелия-3 было впервые предположено в 1934 году австралийским физиком-ядерщиком Марком Олифантом , когда он работал в Кембриджского университета Кавендишской лаборатории . Олифант проводил эксперименты, в которых быстрые дейтроны сталкивались с дейтронными мишенями (кстати, это была первая демонстрация ядерного синтеза ). [ 8 ] Впервые выделение гелия-3 было осуществлено Луисом Альваресом и Робертом Корногом в 1939 году. [ 9 ] [ 10 ] Гелий-3 считался радиоактивным изотопом , пока он не был обнаружен в образцах природного гелия, который в основном представляет собой гелий-4 , взятый как из земной атмосферы, так и из газовых скважин. [ 11 ]

Физические свойства

[ редактировать ]

Из-за своей низкой атомной массы 3,016 ед . гелий-3 имеет некоторые физические свойства , отличные от свойств гелия-4 с массой 4,0026 ед. Из-за слабого индуцированного диполь-дипольного взаимодействия между атомами гелия их микроскопические физические свойства в основном определяются их нулевой энергией . Кроме того, микроскопические свойства гелия-3 приводят к тому, что он имеет более высокую нулевую энергию, чем гелий-4. Это означает, что гелий-3 может преодолевать диполь-дипольные взаимодействия с меньшей тепловой энергией , чем гелий-4.

Квантово -механические эффекты на гелий-3 и гелий-4 существенно различаются, поскольку с двумя протонами , двумя нейтронами и двумя электронами гелий-4 имеет общий спин , равный нулю, что делает его бозоном , но с одним нейтроном меньше, гелий-4 3 имеет общий спин, равный половине, что делает его фермионом .

Чистый газ гелий-3 кипит при 3,19 К по сравнению с гелием-4 при 4,23 К, а его критическая точка также ниже при 3,35 К по сравнению с гелием-4 при 5,2 К. Плотность гелия-3 составляет менее половины плотности гелия-3. 4, когда он находится в точке кипения: 59 г/л по сравнению со 125 г/л гелия-4 при давлении в одну атмосферу. Его скрытая теплота испарения также значительно ниже и составляет 0,026 кДж/моль по сравнению с 0,0829 кДж/моль гелия-4. [ 12 ] [ 13 ]

Сверхтекучесть

[ редактировать ]
Фазовая диаграмма гелия-3. ОЦК – объемноцентрированная кубическая кристаллическая решетка.

Важным свойством гелия-3, отличающим его от более распространенного гелия-4, является то, что его ядро ​​является фермионом, поскольку оно содержит нечетное число спинов. 1/2 ​ частицы . Ядра гелия-4 являются бозонами , имеющими четное число спинов. 1/2 ​ частицы . Это прямой результат правил сложения квантованного углового момента. При низких температурах (около 2,17 К) гелий-4 претерпевает фазовый переход : часть его переходит в сверхтекучую фазу , которую грубо можно понимать как разновидность конденсата Бозе-Эйнштейна . Такой механизм недоступен для атомов гелия-3, которые являются фермионами. Многие предполагали, что гелий-3 также мог бы стать сверхтекучим при гораздо более низких температурах, если бы атомы образовывали , аналогичные парам Купера в БКШ теории сверхпроводимости пары . Каждую куперовскую пару, имеющую целочисленный спин, можно рассматривать как бозон. В 1970-е годы Дэвид Ли , Дуглас Ошерофф и Роберт Коулман Ричардсон обнаружили два фазовых перехода вдоль кривой плавления, которые вскоре оказались двумя сверхтекучими фазами гелия-3. [ 14 ] [ 15 ] Переход в сверхтекучее состояние происходит при 2,491 милликельвина на кривой плавления. За свое открытие они были удостоены Нобелевской премии по физике 1996 года . Алексей Абрикосов , Виталий Гинзбург и Тони Леггетт получили Нобелевскую премию по физике 2003 года за работу по уточнению понимания сверхтекучей фазы гелия-3. [ 16 ]

В нулевом магнитном поле существуют две различные сверхтекучие фазы. 3 Он, А-фаза и Б-фаза. B-фаза — это низкотемпературная фаза низкого давления, имеющая изотропную энергетическую щель. А-фаза — это фаза с более высокой температурой и более высоким давлением, которая дополнительно стабилизируется магнитным полем и имеет два точечных узла в зазоре. Наличие двух фаз является явным признаком того, что 3 Он является нетрадиционной сверхтекучей жидкостью (сверхпроводником), поскольку наличие двух фаз требует нарушения дополнительной симметрии, отличной от калибровочной симметрии. По сути, это сверхтекучая p -волновая жидкость со спином S = 1 и угловым моментом L = 1. Основное состояние соответствует нулю полного углового момента, J = S + L =0 (сложение векторов). Возможны возбужденные состояния с ненулевым полным угловым моментом J > 0, которые представляют собой возбужденные парные коллективные моды. Из-за чрезвычайной чистоты сверхтекучего 3 Он (поскольку все материалы, кроме 4 Он окреп и опустился на дно жидкости 3 Он и любой 4 У него полностью разделены фазы, это самое чистое конденсированное состояние), эти коллективные моды изучены с гораздо большей точностью, чем в любой другой нетрадиционной системе спаривания.

Природное изобилие

[ редактировать ]

Земное изобилие

[ редактировать ]
Основная статья: Изотопная геохимия

3 Земли Он является первичным веществом мантии , которое, как полагают, попало в ловушку Земли во время формирования планет. Соотношение 3 Он, чтобы 4 Он в земной коре и мантии меньше, чем оценки состава солнечного диска, полученные по метеоритным и лунным образцам, при этом земные материалы обычно содержат более низкие 3 Он/ 4 Он соотносится с производством 4 Он от радиоактивного распада.

3 Его космологическое соотношение составляет 300 атомов на миллион атомов 4 Он (прим.д.), [ 17 ] что привело к предположению, что первоначальное соотношение этих первичных газов в мантии составляло около 200-300 частей на миллион во время формирования Земли. За всю историю Земли распад альфа-частиц урана, тория и других радиоактивных изотопов привел к образованию значительных количеств 4 Он такой, что только около 7% гелия, находящегося сейчас в мантии, представляет собой первичный гелий, [ 17 ] снижение общего количества 3 Он/ 4 Его соотношение составляет около 20 частей на миллион. Соотношения 3 Он/ 4 Его превышения над атмосферными свидетельствуют о вкладе 3 Он из мантии. В земных источниках преобладают 4 Он производится путем радиоактивного распада.

Соотношение гелия-3 и гелия-4 в природных земных источниках сильно различается. [ 18 ] [ 19 ] Было обнаружено, что образцы литиевой руды сподумена из шахты Эдисон, Южная Дакота, содержат от 12 частей гелия-3 до миллиона частей гелия-4. Пробы из других шахт показали 2 части на миллион. [ 18 ]

Гелий также присутствует в виде до 7% в некоторых источниках природного газа. [ 20 ] а в крупных источниках — более 0,5% (более 0,2% делает извлечение целесообразным). [ 21 ] Доля 3 Его содержание в гелии, выделенном из природного газа в США, колеблется от 70 до 242 частей на миллиард. [ 22 ] [ 23 ] Отсюда и запасы США в 2002 году в размере 1 миллиарда нормальных кубометров. 3 [ 21 ] содержал бы от 12 до 43 килограммов (от 26 до 95 фунтов) гелия-3. По словам американского физика Ричарда Гарвина , около 26 кубических метров (920 куб. футов) или почти 5 килограммов (11 фунтов) 3 Он доступен ежегодно для отделения от потока природного газа США. Если процесс выделения 3 Он мог бы использовать в качестве сырья сжиженный гелий, который обычно используется для транспортировки и хранения больших объемов; оценки дополнительных затрат на электроэнергию варьируются от 34 до 300 долларов за литр (от 150 до 1360 долларов за имп. галлон) NTP, исключая стоимость инфраструктуры и оборудования. [ 22 ] Предполагается, что годовая добыча газа в Алжире составит 100 миллионов нормальных кубических метров. [ 21 ] и он будет содержать от 7 до 24 кубических метров (от 250 до 850 куб. футов) гелия-3 (около 1–4 кг (от 2,2 до 8,8 фунтов)) при условии аналогичного 3 Он фракционный.

3 Он также присутствует в атмосфере Земли . Естественное изобилие 3 He в встречающемся в природе газе гелии составляет 1,38 × 10. −6 (1,38 частей на миллион). Парциальное давление гелия в атмосфере Земли составляет около 0,52 паскаля (7,5 × 10 −5 фунтов на квадратный дюйм), и, таким образом, гелий составляет 5,2 части на миллион от общего давления (101325 Па) в атмосфере Земли, и 3 Таким образом, на его долю приходится 7,2 части на триллион атмосферы. Поскольку атмосфера Земли имеет массу около 5,14 × 10 18 килограммы (1,133 × 10 19 фунт), [ 24 ] масса 3 Он в земной атмосфере является произведением этих чисел, или около 37 000 тонн (36 000 длинных тонн; 41 000 коротких тонн) 3 Он. (На самом деле эффективная цифра в десять раз меньше, поскольку приведенные выше ppm — это ppmv, а не ppmw. Нужно умножить на 3 (молекулярная масса гелия-3) и разделить на 29 (средняя молекулярная масса атмосферы), в результате чего в 3828 тоннах (3768 длинных тонн; 4220 коротких тонн) гелия-3 в земной атмосфере.)

3 Он производится на Земле из трех источников: расщепления лития , космических лучей и бета-распада трития ( 3 ЧАС). Вклад космических лучей незначителен во всех материалах, кроме самых старых реголитов, а реакции расщепления лития вносят меньший вклад, чем производство 4 Он путем выбросов альфа-частиц .

Общее количество гелия-3 в мантии может находиться в пределах 0,1–1 мегатонны (98 000–984 000 длинных тонн; 110 000–1 100 000 коротких тонн). Большая часть мантии недоступна напрямую. Некоторое количество гелия-3 просачивается через глубокие горячие точки вулканов, например, на Гавайских островах , но в атмосферу выбрасывается только 300 граммов (11 унций) в год. Срединно-океанические хребты выбрасывают еще 3 килограмма в год (8,2 г/сут). Вокруг зон субдукции различные источники производят гелий-3 в месторождениях природного газа , которые, возможно, содержат тысячу тонн гелия-3 (хотя их может быть 25 тысяч тонн, если такие месторождения есть во всех древних зонах субдукции). Виттенберг подсчитал, что общее количество источников природного газа в земной коре США может составлять всего полтонны. [ 25 ] Виттенберг процитировал оценку Андерсона о еще 1200 тоннах (1200 длинных тонн; 1300 коротких тонн) частиц межпланетной пыли на дне океана. [ 26 ] В исследовании 1994 года извлечение гелия-3 из этих источников потребляет больше энергии, чем выделит термоядерный синтез. [ 27 ]

Лунная поверхность

[ редактировать ]

См. Внеземную добычу полезных ископаемых или лунные ресурсы.

Солнечная туманность (изначальная) численность

[ редактировать ]

Одна из ранних оценок изначального соотношения 3 Он, чтобы 4 Он в солнечной туманности провел измерение их соотношения в атмосфере Юпитера, измеренное масс-спектрометром зонда входа в атмосферу Галилео. Это соотношение составляет примерно 1:10 000, [ 28 ] или 100 частей 3 Он на миллион частей 4 Он. Это примерно такое же соотношение изотопов, как и в лунном реголите , который содержит 28 частей на миллион гелия-4 и 2,8 частей на миллиард гелия-3 (что находится на нижнем конце фактических измерений образца, которые варьируются от 1,4 до 15 частей на миллиард). Земные соотношения изотопов ниже в 100 раз, главным образом из-за обогащения запасов гелия-4 в мантии миллиардами лет распада урана альфа - , тория , а также продуктов их распада и вымерших радионуклидов .

Человеческое производство

[ редактировать ]

Распад трития

[ редактировать ]
Смотрите также: Тритий

Практически весь гелий-3, используемый сегодня в промышленности, производится в результате радиоактивного распада трития , учитывая его очень низкую распространенность в природе и очень высокую стоимость.

Производством, продажей и распространением гелия-3 в США управляет Министерства энергетики США (DOE) изотопная программа . [ 29 ]

Хотя тритий имеет несколько различных экспериментально определенных значений периода полураспада , NIST указывает 4500 ± 8 дней ( 12,32 ± 0,02 года ). [ 30 ] Он распадается на гелий-3 путем бета-распада, как в этом ядерном уравнении:

3
1 час
 		 →  3
2 Он 1+
 		 + 
и −
 		 + 
н
и

Среди общей высвободившейся энергии 18,6 кэВ часть, занимаемая кинетической энергией электрона , варьируется в среднем на 5,7 кэВ , тогда как оставшаяся энергия уносится почти необнаружимым электронным антинейтрино . Бета-частицы трития могут проникнуть в воздух лишь на глубину около 6,0 миллиметров (0,24 дюйма) и не способны пройти через отмерший внешний слой человеческой кожи. [ 31 ] Необычно низкая энергия, выделяющаяся при бета-распаде трития, делает этот распад (наряду с распадом рения-187 ) подходящим для измерения абсолютной массы нейтрино в лаборатории (самый последний эксперимент - KATRIN ).

Низкая энергия излучения трития затрудняет обнаружение меченных тритием соединений, кроме как с помощью жидкостного сцинтилляционного счетчика .

Тритий представляет собой радиоактивный изотоп водорода и обычно производится путем бомбардировки лития-6 нейтронами в ядерном реакторе. Ядро лития поглощает нейтрон и распадается на гелий-4 и тритий. Тритий распадается на гелий-3 с периодом полураспада 12,3 года , поэтому гелий-3 можно производить, просто храня тритий до тех пор, пока он не подвергнется радиоактивному распаду. Поскольку тритий образует стабильное соединение с кислородом ( тритированная вода ), а гелий-3 — нет, в процессе хранения и сбора может непрерывно собираться материал, выделяющийся из хранимого материала.

Тритий является важнейшим компонентом ядерного оружия , и исторически он производился и накапливался в первую очередь для этого применения. Распад трития на гелий-3 снижает взрывную мощность термоядерной боеголовки, поэтому периодически накопленный гелий-3 необходимо удалять из резервуаров боеголовки и хранить тритий. Гелий-3, удаленный в ходе этого процесса, продается для других целей.

На протяжении десятилетий он был и остается основным источником гелия-3 в мире. [ 32 ] С момента подписания Договора СНВ-1 в 1991 году количество ядерных боеголовок, находящихся в готовности к использованию, сократилось. [ 33 ] [ 34 ] Это уменьшило количество гелия-3, доступного из этого источника. Запасы гелия-3 еще больше сократились из-за возросшего спроса. [ 22 ] в первую очередь для использования в детекторах нейтронного излучения и медицинских диагностических процедурах. Промышленный спрос в США на гелий-3 достиг пика в 70 000 литров (15 000 имп галлонов; 18 000 галлонов США) (приблизительно 8 килограммов (18 фунтов)) в год в 2008 году. Цена на аукционе исторически составляла около 100 долларов за литр (450 долларов за литр). ), достигала 2000 долларов за литр (9100 долларов за галлон). [ 35 ] С тех пор спрос на гелий-3 снизился примерно до 6000 литров (1300 имп галлонов; 1600 галлонов США) в год из-за высокой стоимости и усилий Министерства энергетики по его переработке и поиску заменителей. Если предположить, что плотность 114 граммов на кубический метр (0,192 фунта на кубический ярд) при цене гелия-3 100 долларов за литр, это будет примерно в тридцатую часть дороже трития (примерно 880 долларов за грамм (25 000 долларов за унцию) по сравнению примерно с 30 000 долларов за грамм (850 000 долларов за унцию). унция)) в то время как при цене 2000 долларов за литр гелий-3 будет примерно вдвое дешевле трития (17 540 долларов за грамм (497 000 долларов за унцию) против 30 000 долларов за грамм (850 000 долларов за унцию)).

Министерство энергетики осознало растущую нехватку как трития, так и гелия-3 и начало производить тритий путем облучения лития на долины Теннесси, принадлежащей администрации атомной электростанции Уоттс-Бар, в 2010 году. [ 22 ] В этом процессе выгорающие поглотительные стержни, производящие тритий (TPBAR), содержащие литий в керамической форме, вставляются в реактор вместо обычных борных регулирующих стержней. [ 36 ] Периодически TPBAR заменяются и тритий извлекается.

В настоящее время только два коммерческих ядерных реактора (блоки 1 и 2 атомной электростанции Уоттс-Бар) используются для производства трития, но при необходимости этот процесс можно значительно расширить, чтобы удовлетворить любой мыслимый спрос, просто за счет использования большего количества национальных энергетических реакторов. [ нужна ссылка ] . Значительные количества трития и гелия-3 также могут быть извлечены из тяжеловодного замедлителя в CANDU . ядерных реакторах [ 22 ] [ 37 ] Известно , что Индия и Канада, две страны с крупнейшим парком тяжеловодных реакторов , извлекают тритий из тяжелой воды-замедлителя/теплоносителя, но этих количеств недостаточно для удовлетворения мирового спроса ни на тритий, ни на гелий-3.

Поскольку тритий также случайно образуется в различных процессах в легководных реакторах (подробности см. в статье о тритии), извлечение из этих источников может стать еще одним источником гелия-3. Если взять за основу ежегодные выбросы трития (по данным за 2018 год) на перерабатывающем заводе в Ла-Гаге , то выбрасываемых количеств (31,2 грамма (1,10 унции) на заводе в Ла-Гаге) недостаточно для удовлетворения спроса, даже если обеспечить 100%-ное восстановление. достигнуто.

Ежегодный сброс трития с ядерных объектов [ 38 ]
Расположение Ядерный объект Ближайший
воды 		Жидкость
( ТБк ) 		Пар
(ТБк) 		Общий
(ТБк) 		Общий
( мг ) 		год
 Великобритания Атомная электростанция Хейшем B Ирландское море 396 2.1 398 1,115 2019
 Великобритания в Селлафилде Завод по переработке Ирландское море 423 56 479 1,342 2019
 Румыния АЭС Чернаводэ Блок 1 Черное море 140 152 292 872 2018
 Франция Перерабатывающий завод в Ла-Гаге Английский канал 11,400 60 11,460 32,100 2018
 Южная Корея Атомная электростанция Вулсон Японское море 107 80.9 188 671 2020 [ 39 ]
 Тайвань Атомная электростанция Мааньшань Лусонский пролив 35 9.4 44 123 2015
 Китай Атомная электростанция Фуцин Тайваньский пролив 52 0.8 52 146 2020
 Китай Атомная электростанция Саньмэнь Восточно-Китайское море 20 0.4 20 56 2020
 Канада Атомная электростанция Брюс A, B Великие озера 756 994 1,750 4,901 2018
 Канада Атомная электростанция Дарлингтон Великие озера 220 210 430 1,204 2018
 Канада атомной электростанции Пикеринг Блоки 1-4 Великие озера 140 300 440 1,232 2015
 Соединенные Штаты Блоки электростанции Диабло-Каньон1 , 2 Тихий океан 82 2.7 84 235 2019

Использование

[ редактировать ]

Спиновое эхо гелия-3

[ редактировать ]

Гелий-3 может быть использован для проведения спин-эхо-экспериментов по динамике поверхности , которые проводятся в Группе физики поверхности Кавендишской лаборатории в Кембридже и на химическом факультете Университета Суонси .

Обнаружение нейтронов

[ редактировать ]

Гелий-3 является важным изотопом в приборах для обнаружения нейтронов . Он имеет высокое сечение поглощения пучков тепловых нейтронов и используется в качестве конвертерного газа в детекторах нейтронов. Нейтрон преобразуется в результате ядерной реакции

п + 3 Он → 3 Н + 1 Н + 0,764 МэВ

на заряженные частицы ионы трития (Т, 3 H) и ионы водорода , или протоны (p, 1 H), которые затем обнаруживаются путем создания облака заряда в останавливающем газе пропорционального счетчика или трубки Гейгера-Мюллера . [ 40 ]

Кроме того, процесс поглощения сильно зависит от спина , что позволяет спин-поляризованному объему гелия-3 передавать нейтроны с одним спиновым компонентом, поглощая при этом другой. Этот эффект используется в анализе поляризации нейтронов — методе исследования магнитных свойств материи. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]

США Министерство внутренней безопасности надеялось установить детекторы для обнаружения контрабандного плутония в транспортных контейнерах по выбросам нейтронов, но глобальная нехватка гелия-3 после сокращения производства ядерного оружия со времен холодной войны в некоторой степени помешала этому. [ 45 ] По состоянию на 2012 год DHS определило, что коммерческие поставки бора-10 позволят перевести его инфраструктуру обнаружения нейтронов на эту технологию. [ 46 ]

Криогеника

[ редактировать ]

Холодильник с гелием-3 использует гелий-3 для достижения температуры от 0,2 до 0,3 Кельвина . Холодильник разбавления использует смесь гелия-3 и гелия-4 для достижения криогенных температур всего в несколько тысячных кельвина . [ 47 ]

Медицинская визуализация

[ редактировать ]

Ядра гелия-3 имеют собственный ядерный спин 1 ⁄ 2 и относительно высокое магнитогирическое отношение . Гелий-3 можно гиперполяризовать с помощью неравновесных средств, таких как спин-обменная оптическая накачка. [ 48 ] Во время этого процесса инфракрасный лазерный свет с круговой поляризацией , настроенный на соответствующую длину волны, используется для возбуждения электронов в щелочном металле , таком как цезий или рубидий, внутри герметичного стеклянного сосуда. Угловой момент передается от электронов щелочных металлов к ядрам благородных газов посредством столкновений. По сути, этот процесс эффективно выравнивает ядерные спины с магнитным полем, чтобы усилить сигнал ЯМР . Гиперполяризованный газ затем можно хранить при давлении 10 атм до 100 часов. После вдыхания газовые смеси, содержащие гиперполяризованный газ гелий-3, можно визуализировать с помощью МРТ-сканера для получения анатомических и функциональных изображений вентиляции легких. Этот метод также позволяет получать изображения дерева дыхательных путей, определять местонахождение невентилируемых дефектов, измерять парциальное давление альвеолярного кислорода и измерять соотношение вентиляции/перфузии . Этот метод может иметь решающее значение для диагностики и лечения хронических респираторных заболеваний, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) , эмфизема , муковисцидоз и астма . [ 49 ]

Поглотитель радиоэнергии для плазменных экспериментов в токамаке

[ редактировать ]

Массачусетского технологического института Alcator C-Mod И токамак , и Joint European Torus (JET) экспериментировали с добавлением небольшого количества гелия-3 в H–D-плазму, чтобы увеличить поглощение радиочастотной (РЧ) энергии для нагрева ионов водорода и дейтерия. «трехионный» эффект. [ 50 ] [ 51 ]

Ядерное топливо

[ редактировать ]
Смотрите также: Анейтронный термоядерный синтез и термоядерная ракета.
Сравнение нейтронности для разных реакций [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]
Реагенты Продукты вопрос н/МэВ
Термоядерное топливо первого поколения
2 Д + 2 Д → 3 Он + 1
0 н
3,268 МэВ 0.306
2 Д + 2 Д → 3 Т + 1
13:00 ​
4,032 МэВ 0
2 Д + 3 Т → 4 Он + 1
0 н
17,571 МэВ 0.057
Термоядерное топливо второго поколения
2 Д + 3 Он → 4 Он + 1
13:00 ​
18,354 МэВ 0
Термоядерное топливо третьего поколения
3 Он + 3 Он → 4 Он + 2 1
13:00 ​
12,86 МэВ 0
11 Б + 1
13:00 ​
→ 3 4 Он 8,68 МэВ 0
Чистый результат 2 D горит
(сумма первых 4 строк)
6 2 Д → 2( 4 Он + н + р) 43,225 МэВ 0.046
Текущее ядерное топливо
235 У + Н → 2 ФП + 2,5н ~200 МэВ 0.0075

3 Его можно получить низкотемпературным синтезом (Dp) 2 Н + 1 п → 3 He + γ + 4,98 МэВ. Если температура синтеза ниже температуры, необходимой для слияния ядер гелия, в результате реакции образуется альфа-частица высокой энергии, которая быстро приобретает электрон, образуя стабильный легкий ион гелия, который можно использовать непосредственно в качестве источника электричества, не производя опасных нейтронов.

синтеза Скорость реакции быстро увеличивается с температурой, пока не достигнет максимума, а затем постепенно упадет. Пик скорости DT приходится на более низкую температуру (около 70 кэВ, или 800 миллионов кельвинов) и при более высоком значении, чем у других реакций, обычно рассматриваемых для энергии термоядерного синтеза.

3 Его можно использовать в реакциях синтеза по любой из реакций 2 Н + 3 Он → 4 Он + 1 p + 18,3 МэВ , или 3 Он + 3 Он → 4 Он + 2 1 р + 12,86 МэВ.

Обычный процесс синтеза дейтерия + трития («DT») производит энергичные нейтроны, которые делают компоненты реактора радиоактивными продуктами активации . Привлекательность термоядерного синтеза гелия-3 обусловлена ​​анейтронной природой продуктов его реакции. Сам гелий-3 нерадиоактивен. Единственный высокоэнергетический побочный продукт, протон , можно удерживать с помощью электрических и магнитных полей. Энергия импульса этого протона (созданная в процессе термоядерного синтеза) будет взаимодействовать с содержащимся в нем электромагнитным полем, что приведет к прямой генерации электроэнергии. [ 57 ]

Из-за более высокого кулоновского барьера температуры, необходимые для 2 Н + 3 Он для слияния значительно выше, чем для обычного ДТ-слияния . Более того, поскольку для слияния оба реагента необходимо смешать, будут происходить реакции между ядрами одного и того же реагента, и реакция DD ( 2 Н + 2 H ) действительно производит нейтрон . Скорость реакции варьируется в зависимости от температуры, но D- 3 Скорость реакции He никогда не превышает скорость реакции DD более чем в 3,56 раза (см. график). Поэтому слияние с использованием D- 3 Топливо при правильной температуре и обедненная топливная смесь D могут производить гораздо меньший поток нейтронов, чем термоядерный синтез, но не является чистым, что сводит на нет его главную привлекательность.

Второй вариант, слияние 3 Он сам с собой( 3 Он + 3 He ), требует еще более высоких температур (поскольку теперь оба реагента имеют заряд +2) и, таким образом, еще сложнее, чем D- 3 Он реакция. Он предлагает теоретическую реакцию, не производящую нейтронов; образующиеся заряженные протоны могут содержаться в электрических и магнитных полях, что, в свою очередь, напрямую генерирует электричество. 3 Он + 3 Как было продемонстрировано в лаборатории, термоядерный синтез возможен и имеет огромные преимущества, но коммерческая жизнеспособность появится через много лет в будущем. [ 58 ]

Количества гелия-3, необходимые для замены обычного топлива, значительны по сравнению с доступными в настоящее время количествами. Общее количество энергии, вырабатываемой в 2 Д + 3 He реакция составляет 18,4 МэВ , что соответствует примерно 493 мегаватт-часам (4,93×10 8 Вт·ч) на три грамма (один моль ) 3 Он . Если бы общее количество энергии можно было преобразовать в электрическую мощность со 100%-ным КПД (физическая невозможность), это соответствовало бы примерно 30 минутам выработки гигаваттной электростанции на моль 3 Он . Таким образом, на годовое производство (при 6 граммах на каждый час работы) потребуется 52,5 килограмма гелия-3. Количество топлива, необходимого для крупномасштабных применений, также можно выразить через общий объем потребления: потребление электроэнергии 107 миллионами домохозяйств в США в 2001 году. [ 59 ] составило 1,140 млрд кВт·ч (1,14×10 15 Вт·ч). Опять же, при условии 100% эффективности преобразования, для этого сегмента энергетических потребностей Соединенных Штатов потребуется 6,7 тонны гелия-3 в год, от 15 до 20 тонн в год с учетом более реалистичной сквозной эффективности преобразования. [ нужна ссылка ]

Подход второго поколения к управляемой термоядерной энергии предполагает объединение гелия-3 и дейтерия. 2 Д. ​В результате этой реакции образуется альфа-частица высокой энергии и протон . Наиболее важное потенциальное преимущество этой реакции синтеза для производства энергии, а также для других применений заключается в ее совместимости с использованием электростатических полей для контроля ионов топлива и протонов термоядерного синтеза. Высокоскоростные протоны, как положительно заряженные частицы, могут преобразовывать свою кинетическую энергию непосредственно в электричество с помощью твердотельных конверсионных материалов, а также других методов. Потенциальная эффективность преобразования может достигать 70%, поскольку нет необходимости преобразовывать энергию протонов в тепло для привода с турбинным приводом электрического генератора . [ нужна ссылка ]

Силовые установки He-3

[ редактировать ]

Было много заявлений о возможностях электростанций на гелии-3. По мнению сторонников, термоядерные электростанции, работающие на дейтерии и гелии-3, будут предлагать более низкие капитальные и эксплуатационные затраты , чем их конкуренты, из-за меньшей технической сложности, более высокой эффективности преобразования, меньших размеров, отсутствия радиоактивного топлива, отсутствия загрязнения воздуха или воды и требования по захоронению только низкоактивных радиоактивных отходов. По последним оценкам, около 6 миллиардов долларов инвестиционного капитала на гелии-3 потребуется для разработки и строительства первой термоядерной электростанции . Финансовая безубыточность при сегодняшних оптовых ценах на электроэнергию (5 центов США за киловатт-час ) наступит после того, как пять электростанций мощностью по 1 гигаватту будут введены в эксплуатацию, заменив старые традиционные электростанции или удовлетворив новый спрос. [ 60 ]

Реальность не столь однозначна. Наиболее передовыми термоядерными программами в мире являются термоядерный синтез с инерционным удержанием (например, National Ignition Facility ) и термоядерный синтез с магнитным удержанием (например, ИТЭР и Вендельштейн 7-X ). В первом случае не существует четкой дорожной карты по производству электроэнергии. В последнем случае коммерческое производство электроэнергии ожидается не раньше 2050 года. [ 61 ] В обоих случаях обсуждаемый тип слияния является самым простым: слияние DT. Причиной этого является очень низкий кулоновский барьер для этой реакции; для Д+ 3 У него барьер гораздо выше, а у него он еще выше. 3 Он- 3 Он. Огромная стоимость реакторов, таких как ИТЭР и Национальная установка зажигания, во многом обусловлена ​​их огромными размерами, однако для масштабирования до более высоких температур плазмы потребуются реакторы еще большего размера. Протон с энергией 14,7 МэВ и альфа-частица с энергией 3,6 МэВ из D– 3 He-синтез плюс более высокая эффективность преобразования означают, что на килограмм получается больше электричества, чем при DT-синтезе (17,6 МэВ), но не намного больше. Еще одним недостатком является то, что скорости реакций синтеза гелия-3 не особенно высоки, что требует реактора еще большего размера или большего количества реакторов для производства того же количества электроэнергии.

В 2022 году компания Helion Energy заявила, что их седьмой термоядерный прототип (Polaris; полностью профинансирован и находится в стадии строительства по состоянию на сентябрь 2022 года) продемонстрирует «чистую электроэнергию в результате термоядерного синтеза» и продемонстрирует «производство гелия-3 посредством синтеза дейтерия-дейтерия» с помощью «запатентованный высокоэффективный замкнутый топливный цикл». [ 62 ]

Альтернативы He-3

[ редактировать ]

Чтобы попытаться обойти эту проблему огромных электростанций, которые могут быть неэкономичны даже при использовании DT-термоядерного синтеза, не говоря уже о гораздо более сложном D- 3 В рамках термоядерного синтеза был предложен ряд других реакторов — Fusor , Polywell , Focus и многие другие, хотя многие из этих концепций имеют фундаментальные проблемы с достижением чистого выигрыша в энергии и, как правило, пытаются достичь термоядерного синтеза в условиях теплового неравновесия, что-то вроде что потенциально может оказаться невозможным, [ 63 ] и, следовательно, эти долгосрочные программы, как правило, испытывают проблемы с привлечением финансирования, несмотря на их небольшой бюджет. В отличие от «больших» и «горячих» термоядерных систем, если бы такие системы работали, они могли бы масштабироваться до анейтронного топлива с более высоким барьером, и поэтому их сторонники склонны продвигать pB-синтез , который не требует никакого экзотического топлива, такого как гелий-3.

Инопланетянин

[ редактировать ]

Луна

[ редактировать ]
Дополнительная информация: Лунные ресурсы § Гелий-3 и Место изменений-(Y).

Материалы на поверхности Луны содержат гелий-3 в концентрациях от 1,4 до 15 частей на миллиард в освещенных солнцем районах. [ 64 ] [ 65 ] и может содержать концентрации до 50 частей на миллиард в постоянно затененных регионах. [ 7 ] Ряд людей, начиная с Джеральда Кульчински в 1986 году, [ 66 ] предложили исследовать Луну , добывать лунный реголит и использовать гелий-3 для термоядерного синтеза . Из-за низкой концентрации гелия-3 любому горнодобывающему оборудованию придется перерабатывать чрезвычайно большие объемы реголита (более 150 тонн реголита для получения одного грамма гелия-3). [ 67 ]

В некоторых источниках сообщается, что основной целью Индийской организации космических исследований первого лунного зонда под названием «Чандраян-1» , запущенного 22 октября 2008 года, было картирование поверхности Луны на предмет минералов, содержащих гелий-3. [ 68 ] В официальном списке целей проекта такая цель не упоминается, хотя многие из его научных объектов использовались для применения, связанного с гелием-3. [ 69 ] [ 70 ]

Космохимик и геохимик Оуян Цзыюань из Китайской академии наук , который сейчас отвечает за китайскую программу исследования Луны, уже неоднократно заявлял, что одной из главных целей программы будет добыча гелия-3, на основе которой и будет осуществляться операция». каждый год три миссии космических челноков могли бы принести достаточно топлива для всего человечества». [ 71 ]

В январе 2006 года российская космическая компания РКК «Энергия» объявила, что считает лунный гелий-3 потенциальным экономическим ресурсом, который будет добывать к 2020 году. [ 72 ] если будет найдено финансирование. [ 73 ] [ 74 ]

Не все авторы считают, что добыча лунного гелия-3 осуществима или даже что на него будет спрос для термоядерного синтеза. Дуэйн Дэй , написавший в The Space Review в 2015 году, характеризует добычу гелия-3 с Луны для использования в термоядерном синтезе как магическое размышление о недоказанной технологии и ставит под сомнение осуществимость добычи на Луне по сравнению с производством на Земле. [ 75 ]

Газовые гиганты

[ редактировать ]

добычные газовые гиганты для гелия-3. Предлагались также [ 76 ] » Британского межпланетного общества гипотетический межзвездный зонд проекта «Дедал работал на шахтах гелия-3 в атмосфере Юпитера Например, .

См. также

[ редактировать ]

Примечания и ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Галли, Д. (сентябрь 2004 г.). «Космическая сага о 3 Он». arXiv : astro-ph/0412380v1 .
  2. ^ Лей, Вилли (октябрь 1966 г.). «Отложенное открытие» . Довожу до вашего сведения. Галактическая научная фантастика . стр. 116–127.
  3. ^ Мэтсон, Джон (12 июня 2009 г.). «Оправдано ли научно-фантастическое представление MOON о добыче гелия-3 на Луне в реальности?» . Scientific American — новостной блог . Архивировано из оригинала 30 августа 2017 года . Проверено 29 августа 2017 г.
  4. ^ Клоуз, Фрэнк (август 2007 г.). «Страхи по поводу фактов» (PDF) . Сервер документов ЦЕРН . Physicsworld.com. Архивировано (PDF) из оригинала 22 октября 2017 г. Проверено 8 июля 2018 г.
  5. ^ Фа Вэньчжэ; Цзинь Яцю (декабрь 2010 г.). «Глобальный запас гелия-3 в лунных реголитах, оцененный с помощью многоканального микроволнового радиометра на лунном спутнике Чанг-Э-1» . Архивировано из оригинала 11 октября 2017 г. Проверено 12 декабря 2012 г.
  6. ^ Слюта, Е.Н.; Абдрахимов А.М.; Галимов Э.М. (12–16 марта 2007 г.). Оценка вероятных запасов гелия-3 в лунном реголите (PDF) . 38-я конференция по науке о Луне и планетах. п. 2175. Архивировано (PDF) из оригинала 5 июля 2008 г. Проверено 31 мая 2007 г.
  7. ^ Jump up to: а б Кокс, FH (2010). " 3 Он на постоянно затененных лунных полярных поверхностях». Icarus . 206 (2): 778–779. Bibcode : 2010Icar..206..778C . doi : 10.1016/j.icarus.2009.12.032 .
  8. ^ Олифант, MLE; Хартек, П.; Резерфорд, Э. (1934). «Эффекты трансмутации, наблюдаемые с тяжелым водородом» . Труды Королевского общества А. 144 (853): 692–703. Бибкод : 1934RSPSA.144..692O . дои : 10.1098/rspa.1934.0077 . JSTOR   2935553 .
  9. ^ Альварес, Луис; Корног, Роберт (1939). «Гелий и водород массы 3». Физический обзор . 56 (6): 613. Бибкод : 1939PhRv...56..613A . дои : 10.1103/PhysRev.56.613 .
  10. ^ Альварес, Луис В; Питер Троуэр, W (1987). Открытие Альвареса: избранные работы Луиса В. Альвареса с комментариями его учеников и коллег . Издательство Чикагского университета. стр. 26–30 . ISBN  978-0-226-81304-2 .
  11. ^ «Лоуренс и его лаборатория: Эпизод: Продуктивная ошибка» . Публикация в журнале новостей. 1981. Архивировано из оригинала 10 мая 2017 г. Проверено 1 сентября 2009 г.
  12. ^ Краткое изложение свойств криогена Терагоном, заархивированное 9 августа 2017 г. в Wayback Machine Teragon Research, 2005 г.
  13. ^ Чейз, CE; Циммерман, ГО (1973). «Измерения PVT и критических индексов He 3 ". Журнал физики низких температур . 11 (5–6): 551. Бибкод : 1973JLTP...11..551C . doi : 10.1007/BF00654447 . S2CID   123038029 .
  14. ^ Ошеров Д.Д.; Ричардсон, Колорадо; Ли, DM (1972). «Свидетельства новой фазы твердого He 3 « . Physical Review Letters . 28 (14): 885–888. Bibcode : 1972PhRvL..28..885O . doi : 10.1103/PhysRevLett.28.885 .
  15. ^ Ошеров Д.Д.; Галли, штат Вашингтон; Ричардсон, Колорадо; Ли, DM (1972). «Новые магнитные явления в жидком He. 3 ниже 3 мК». Physical Review Letters . 29 (14): 920–923. Бибкод : 1972PhRvL..29..920O . doi : 10.1103/PhysRevLett.29.920 .
  16. ^ Леггетт, Эй Джей (1972). «Интерпретация последних результатов по He 3 ? новая 3 жидкая ниже мК : фаза ​ ​ ​ ​ ​
  17. ^ Jump up to: а б Виттенберг 1994 г.
  18. ^ Jump up to: а б Олдрич, Лейтенант; Ниер, Альфред О. Phys. Откровение 74, 1590 – 1594 (1948). Присутствие He3 в природных источниках гелия. Страница 1592, Таблицы I и II.
  19. ^ Холден, Нормен Э. 1993. Изменение содержания изотопов гелия в природе. копия статьи БНЛ-49331 «Таблица II. 3 Обилие природного газа... 3 Он в ppm... Олдрич 0,05 – 0,5 ... Сано 0,46 – 22,7», «Таблица V. ... Воды... 3 Он в ppm ... 1,6 – 1,8 Восточная часть Тихого океана ... 0,006 – 1,5 Манитоба-Челк-Ривер ... 164 Японское море» (Олдрич измерял гелий из скважин США, Сано – из тайваньского газа: Сано, Юджи; Вакита, Хироши; Хуанг, Чин-Ван (сентябрь 1986 г.). «Поток гелия на континентальной суше оценивается по 3 Он/ 4 Соотношение хе на севере Тайваня». Nature . 323 (6083): 55–57. Bibcode : 1986Natur.323...55S . doi : 10.1038/ . ISSN   1476-4687 . S2CID   4358031. ) 323055a0
  20. ^ Периодическая таблица WebElements: Профессиональная версия: Гелий: ключевая информация. Архивировано 9 мая 2008 г. в Wayback Machine . Webelements.com. Проверено 8 ноября 2011 г.
  21. ^ Jump up to: а б с Смит, Д.М. , «любая концентрация гелия выше примерно 0,2 процента считается заслуживающей изучения» ... «Правительству США все еще принадлежит примерно 1 миллиард нм 3 запасов гелия», «Ближний Восток и Северная Африка... множество очень крупных, богатых гелием (до 0,5 процента) месторождений природного газа» (Смит использует нм 3 означает «нормальный кубический метр », в других местах называемый «кубический метр в НТП )
  22. ^ Jump up to: а б с д и Ши, Дана А.; Морган, Дэниел (22 декабря 2010 г.). Дефицит гелия-3: предложение, спрос и варианты для Конгресса (PDF) (Отчет). Исследовательская служба Конгресса . 7-5700. Архивировано (PDF) из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 23 декабря 2015 г.
  23. ^ Дэвидсон, Томас А.; Эмерсон, Дэвид Э. (1990). Метод и аппарат для прямого определения гелия-3 в природном газе и гелии (Отчет). Горное бюро Министерства внутренних дел США . Отчет о расследовании 9302.
  24. ^ Смит, Лесли; Тренберт, Кевин Э. (2005). «Масса атмосферы: ограничение глобального анализа» . Журнал климата . 18 (6): 864–875. Бибкод : 2005JCli...18..864T . дои : 10.1175/JCLI-3299.1 . S2CID   16754900 .
  25. ^ Виттенберг 1994 с. 3, табл. 1; п. 9.
  26. ^ Виттенберг, 1994 г., страница A-1 со ссылкой на Андерсона 1993 г., «1200 метрических тонн»
  27. ^ Виттенберг, 1994, стр. A-4 "1 кг ( 3 He), мощность накачки составит 1,13 × 10 6 МВт-год... полученная термоядерная энергия... 19 МВт-год"
  28. ^ Ниманн, Хассо Б.; Атрея, Сушил К.; Кариньян, Джордж Р.; Донахью, Томас М.; Хаберман, Джон А.; Гарпольд, Дэн Н.; Хартл, Ричард Э.; Хантен, Дональд М.; и др. (1996). «Масс-спектрометр зонда Галилео: состав атмосферы Юпитера». Наука 272 (5263): 846–9. Бибкод : 1996Sci...272..846N . дои : 10.1126/science.272.5263.846 . ПМИД   8629016 . S2CID   3242002 .
  29. ^ «Разработка и производство изотопов для исследований и применений (IDPRA)» . Управление науки Министерства энергетики США . 18 октября 2018 года. Архивировано из оригинала 19 октября 2011 года . Проверено 11 января 2019 г.
  30. ^ Лукас, LL и Унтервегер, член парламента (2000). «Комплексный обзор и критическая оценка периода полураспада трития» . Журнал исследований Национального института стандартов и технологий . 105 (4): 541–549. дои : 10.6028/jres.105.043 . ПМЦ   4877155 . ПМИД   27551621 .
  31. ^ Паспорт безопасности нуклидов: Водород-3 . ehso.emory.edu
  32. ^ «Тритиевое предприятие в Саванне Ривер: информационный бюллетень» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 22 декабря 2016 г. Проверено 1 марта 2016 г.
  33. ^ Производство трития на ускорителе Чармиана Шаллера - это может означать 40 лет работы . Лос-Аламос Монитор. 1 марта 1998 г.
  34. ^ Наука для демократических действий Том. 5 № 1. Архивировано 27 сентября 2006 г. в Wayback Machine . ИЭЕР. Проверено 8 ноября 2011 г.;
  35. ^ Физические проекты сдуваются из-за нехватки гелия-3 . Spectrum.ieee.org. Проверено 8 ноября 2011 г.
  36. ^ Производство трития. Архивировано 27 августа 2016 г. в Комиссии по ядерному регулированию Wayback Machine , 2005 г.
  37. ^ Калифорния 2810716 , Сур, Бхаскар; Родриго, Лакшман и Дидсбери, Ричард, «Система и метод сбора 3 He газ из тяжеловодных ядерных реакторов», опубликовано 30 сентября 2013 г., выпущено в 2013 г.   Архивировано 23 декабря 2015 г. на Wayback Machine.
  38. ^ «Основная политика обращения с очищенной водой ALPS» (PDF) . Министерство экономики, торговли и промышленности. 13 апреля 2021 г.
  39. ^ «Отчет о радиационном обследовании и оценке окружающей среды вокруг атомной электростанции за 2020 год» . Корейская гидро- и атомная энергетика. 26 апреля 2021 г. с. 25. (таблица 8)
  40. ^ Модульный детектор нейтронов | Лето 2003 | Национальная лаборатория Лос-Аламоса. Архивировано 3 мая 2008 г. в Wayback Machine . Lanl.gov. Проверено 8 ноября 2011 г.
  41. ^ Нейтронно-спиновые фильтры NCNR. Архивировано 20 мая 2007 г. в Wayback Machine . Ncnr.nist.gov (28 апреля 2004 г.). Проверено 8 ноября 2011 г.
  42. ^ 3 He-спин-фильтры/ ILL 3 Он крутит фильтры [ постоянная мертвая ссылка ] . Ill.eu (22 октября 2010 г.). Проверено 8 ноября 2011 г.
  43. ^ Джентиле, ТР; Джонс, Г.Л.; Томпсон, АК; Баркер, Дж.; Глинка, CJ; Хаммуда, Б.; Линн, JW (2000). «Анализ поляризации SANS с использованием ядерной спин-поляризованной 3 He» (PDF) . J. Appl. Crystallogr . 33 (3): 771–774. Бибкод : 2000JApCr..33..771G . doi : 10.1107/S0021889800099817 . Архивировано (PDF) из оригинала 2 апреля 2012 г. Проверено 8 ноября 2011 г.
  44. ^ Нейтронные спиновые фильтры: поляризованные 3 Он заархивирован 16 октября 2011 г. в Wayback Machine . NIST.gov
  45. ^ Уолд, Мэтью Л.. (22 ноября 2009 г.) 3 Helium.html?partner=rss&emc=rss Детекторы ядерных бомб остановились из-за нехватки материалов . Nytimes.com. Проверено 8 ноября 2011 г.
  46. ^ «Офис науки» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2014 г. Проверено 18 июля 2014 г.
  47. ^ Охлаждение разбавлением . cern.ch
  48. ^ Ливудс, Джейсон С.; Яблонский Дмитрий А.; Сэм, Брайан; Джерада, Дэвид С.; Конради, Марк С. (2001). «Гиперполяризованный 3 Производство газа He и МРТ легких». Концепции магнитного резонанса . 13 (5): 277–293. CiteSeerX   10.1.1.492.8128 . doi : 10.1002/cmr.1014 .
  49. ^ Альтес, Талисса; Салерно, Майкл (2004). «Гиперполяризованная газовая визуализация легких». J Визуализация грудной клетки . 19 (4): 250–258. дои : 10.1097/01.rti.0000142837.52729.38 . ПМИД   15502612 .
  50. ^ « Массачусетский технологический институт добился прорыва в области ядерного синтеза, август 2017 г.» . Архивировано из оригинала 01 августа 2020 г. Проверено 18 июля 2020 г.
  51. ^ Казаков, Е. О.; и др. (19 июня 2017 г.). «Эффективная генерация энергичных ионов в многоионной плазме радиочастотным нагревом» . Физика природы . 13 (10): 973–978. Бибкод : 2017НатФ..13..973К . дои : 10.1038/nphys4167 . hdl : 1721.1/114949 . S2CID   106402331 . Архивировано из оригинала 1 августа 2020 года . Проверено 18 июля 2020 г.
  52. ^ «Инерционный электростатический термоядерный синтез» . Архивировано из оригинала 26 января 2021 г. Проверено 6 мая 2007 г.
  53. ^ «Ядерное деление и синтез» . Архивировано из оригинала 4 апреля 2007 г. Проверено 6 мая 2007 г.
  54. ^ «Реакция синтеза» . Архивировано из оригинала 31 июля 2013 г. Проверено 6 мая 2007 г.
  55. ^ Джон Сантариус (июнь 2006 г.). «Стратегия для D – 3
    Он
    Развитие»     (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2007 г. Проверено 6 мая 2007 г.
  56. ^ «Ядерные реакции» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2000 г. Проверено 6 мая 2007 г.
  57. ^ Иоанн Сантариус (28 сентября 2004 г.). «Лунный 3
    Он
    и Fusion Power»     (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2007 г. Проверено 6 мая 2007 г.
  58. ^ Марк Уильямс (23 августа 2007 г.). «Добыча Луны: Лабораторные эксперименты предполагают, что будущие термоядерные реакторы смогут использовать гелий-3, добытый с Луны» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 30 декабря 2010 г. Проверено 25 января 2011 г.
  59. ^ Дата Управления энергетической информации США.
  60. ^ Пол ДиМаре (октябрь 2004 г.). «Добыча Луны» . Популярная механика . Архивировано из оригинала 14 августа 2007 г. Проверено 6 мая 2007 г.
  61. ^ «ИТЭР и не только» . Архивировано из оригинала 20 мая 2009 г. Проверено 4 августа 2009 г.
  62. ^ «Часто задаваемые вопросы по Гелиону» . Проверено 29 сентября 2022 г.
  63. ^ Тодд Райдер. «Общая критика термоядерных систем с инерционно-электростатическим удержанием». hdl : 1721.1/29869 .
  64. ^ Исследовательские проекты FTI :: 3 He Lunar Mining. Архивировано 4 сентября 2006 г. в Wayback Machine . Fti.neep.wisc.edu. Проверено 8 ноября 2011 г.
  65. ^ Э. Н. Слюта; А.М. Абдрахимов; ЭМ Галимов (2007). «Оценка вероятных запасов гелия-3 в лунном реголите» (PDF) . Наука о Луне и планетах XXXVIII (1338): 2175. Бибкод : 2007LPI....38.2175S . Архивировано (PDF) из оригинала 5 июля 2008 г. Проверено 31 мая 2007 г.
  66. ^ Эрик Р. Хедман (16 января 2006 г.). «Увлекательный час с Джеральдом Кульчински» . Космический обзор . Архивировано из оригинала 9 января 2011 года . Проверено 30 августа 2007 г.
  67. ^ И.Н. Святославский (ноябрь 1993 г.). «Задача добычи He-3 на поверхности Луны: как все части сочетаются друг с другом» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 января 2019 г. Проверено 4 марта 2008 г. Технический отчет Висконсинского центра космической автоматизации и робототехники WCSAR-TR-AR3-9311-2.
  68. ^ «Имея в виду He-3, Индия готовится к лунной миссии» . Таймс оф Индия . 19 сентября 2008 г. Архивировано из оригинала 21 сентября 2008 г. Проверено 21 сентября 2008 г.
  69. ^ Научный архив. Архивировано 12 октября 2009 г. в Wayback Machine . Isro.org (11 ноября 2008 г.). Проверено 8 ноября 2011 г.
  70. ^ Luna C/I:: Функция полезной нагрузки Chandrayaan-1 № 2: Анализатор отражения атомов субкеВ (SARA). Архивировано 20 июля 2019 г. на Wayback Machine . Luna-ci.blogspot.com (12 ноября 2008 г.). Проверено 8 ноября 2011 г.
  71. ↑ Он попросил луну — и получил ее. Архивировано 15 июня 2023 г. в Wayback Machine . Chinadaily.com.cn (26 июля 2006 г.). Проверено 8 ноября 2011 г.
  72. ^ Российский ракетостроитель планирует построить базу на Луне к 2015 году, говорится в сообщениях . Ассошиэйтед Пресс (через space.com). 26 января 2006 г.
  73. ^ Джеймс Оберг (6 февраля 2006 г.). «Moonscam: Россияне пытаются продать Луну за иностранную валюту» . Архивировано из оригинала 15 июня 2023 года . Проверено 30 августа 2007 г.
  74. ^ Дуэйн А. Дэй (5 марта 2007 г.). «Смертельные муки и великие заблуждения» . Космический обзор . Архивировано из оригинала 15 июня 2023 года . Проверено 30 августа 2007 г.
  75. ^ Дэй, Дуэйн (28 сентября 2015 г.). «Заклинание гелия-3» . Космический обзор . Архивировано из оригинала 27 декабря 2018 года . Проверено 11 января 2019 г. Вера в добычу гелия-3 является прекрасным примером мифа, который был включен в более широкий энтузиазм по поводу полетов человека в космос, магического заклинания, о котором шепчут, но редко обсуждают на самом деле.
  76. ^ Брайан Палашевски. «Атмосферная добыча во внешней Солнечной системе» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2009 г. Технический меморандум НАСА 2006-214122. АИАА–2005–4319. Подготовлено для 41-й совместной конференции и выставки по двигательной технике, спонсируемой AIAA, ASME, SAE и ASEE, Тусон, Аризона, 10–13 июля 2005 г.

Библиография

[ редактировать ]
[ редактировать ]


Зажигалка:
дипротон 		Гелий-3 – это
изотоп гелия ​ 		Тяжелее:
гелий-4
Продукт распада :
литий-4 ( р )
водород-3 ( β- ) 		Цепь распада
гелия-3 		Разлагается до:
Стабильный
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Helium-3&oldid=1237709982#Superfluidity"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 92688da6d406c9f67acee49b1883d440__1722386700
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/92/40/92688da6d406c9f67acee49b1883d440.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Helium-3 - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)