פתיחת התפריט הראשי

הליום-3 (3He) הוא איזוטופ יציב של הליום המורכב מ-2 פרוטונים ונייטרון אחד, הליום-3 ומימן-1 (1H) הם שני האיזוטופים היציבים היחידים המכילים יותר פרוטונים מנייטרונים.

תוכן עניינים

תכונותעריכה

המסה האטומית של הליום-3 היא 3.02 יחידות מסה אטומיות בהשוואה ל 4.00 יחידות מסה בהליום-4. אנרגיית נקודת האפס של הליום-3 גבוהה של הליום-4 ולכן נדרשת פחות אנרגיה תרמית להתגבר על אינטראקציות ואן דר ואלס החלשות ובהתאם נקודת הרתיחה של הליום 3 והנקודה הקריטית נמוכות בהשוואה להליום 4

הליום -3 הליום -4
טמפרטורת רתיחה (במעלות קלווין) 3.19K 4.23K
נקודה קריטית 3.35K 5.2K
צפיפות בטמפרטורת הרתיחה (בלחץ 1אטמוספירה) 59 גרם לליטר 125 גרם לליטר

הליום-3 הוא פרמיון בניגוד להליום-4 שהוא בוזון לכן הוא עובר למצב של נוזל-על בטמפרטורה נמוכה בהרבה משל הליום-4 (ב-0.00249K לעומת 2.17K בהליום-4).[1]

להליום-3 חתך פעולה גדול לבליעת נייטרונים בתגובה בה נוצר טריטיום ופרוטון: ולכן משמש למדידת פליטת נייטרונים.

שכיחותעריכה

האיזוטופ הליום-3 נדיר בכדור הארץ ושכיחותו 0.000137% מההליום. ברגולית הירח הליום-3 שמקורו ברוח השמש שכיח יותר וריכוזו בדוגמאות קרקע שהובאו מהירח נע בין 1 ל15 חלקים למיליארד (ppb) כאשר הריכוזים הגבוהים ביותר נמצאו בים השלווה - 15 חלקים למיליארד בדוגמאות שהובאו במשימת אפולו 11 ו-8 חלקים למיליארד בדוגמאות של אפולו 17 ולונה 16[2]במכתשים בקטבי הירח הריכוז המשוער הוא של 50 חלקים למיליארד[3]. הגשושית גלילאו מדדה באטמוספירה של כוכב הלכת צדק שכיחות יחסית דומה לזה שבירח - יחס 3He:4He של 1:10,000 הגבוה בערך פי 100 מהיחס בין האיזוטופים בכדור הארץ. משערים שיחס זה משקף את הרכב ההליום בערפילית השמש הקדמונית ואילו היחס בכדור הארץ הוא תוצאת יצירת הליום-4 מהתפרקויות אלפא של אורניום ותוריום. ההליום-3 שבמעטפת כדור הארץ נלכד במהלך היווצרות כדור הארץ והכמות הכוללת מוערכת ב 0.1-1 מיליון טון, בנוסף כ-37,000 טון של הליום 3 נמצאים באטמוספירה. נוסף לחומר שקיים בכדור הארץ מהיוצרותו נוצר האיזוטופ מפגיעת קרינה קוסמית ומפירוק בטא של טריטיום.

היתוך גרעיניעריכה

הליום-3 נחשב כמקור אפשרי לייצור אנרגיה נקיה באמצעות היתוך גרעיני. בניגוד לתגובות גרעיוניות אחרות בהן נפלטים נייטרונים הנבלעים על ידי חומרים אחרים בכור ויצרים פסולת רדיואקטיבית הרי שבתגובת ההיתוך עם דיאוטריום (D)

או בתגובה בין שני אטומים של הליום-3

לא נפלטים נייטרונים והתהליך עשוי להיות, לכן, ידידותי ובטוח יותר משיטות אחרות להפקת אנרגיה גרעינית

הערות שולייםעריכה

  1. ^ Leggett, A. J. (1972). "Interpretation of Recent Results on He3 below 3 mK: A New Liquid Phase?". Physical Review Letters 29 (18): 1227–1230. Bibcode:1972PhRvL..29.1227L. doi:10.1103/PhysRevLett.29.1227. 
  2. ^ Slyuta, E. N., A. M. Abdrakhimov, and E. M. Galimov. "The estimation of helium-3 probable reserves in lunar regolith." Lunar and Planetary Science Conference. Vol. 38. 2007.
  3. ^ Cocks, Franklin Hadley. ., 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces.", Icarus 206.2 (2010): 778-779