Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Гелій 3 Гелій 3 Таблиця ізотопів Загальні відомості Назва символ He 3 3He Нейтронів 1 Протонів 2 Властивості ізотопу Ато

Гелій-3

Гелій-3
Гелій-3
image

Гелій-3

Загальні відомості
Назва, символ He-3,3He
Нейтронів 1
Протонів 2
Властивості ізотопу
Атомна маса 3.0160293 а.о.м
Спін 1⁄2

Гелій-3 (3He) — легкий стабільний ізотоп гелію, який складається з двох протонів і одного нейтрона (на відміну від найпоширенішого ізотопу, гелію-4, який складається з двох протонів і двох нейтронів). Окрім протію (тобто звичайного водню), гелій-3 є єдиним стабільним ізотопом будь-якого елемента, у складі якого протонів більше, ніж нейтронів.

Гелій-3 був відкритий американськими фізиками Луїсом Волтером Альваресом та [en] у 1939 році.

Гелій-3 — рідкісна речовина. Він добувається в дуже невеликих кількостях — порядку кількох десятків грамів на рік. Гелій-3 зустрічається як первинний нуклід, який протягом мільйонів років виділявся із земної кори в атмосферу та космічний простір. Гелій-3 також вважається природним нуклеогенним і космогенним нуклідом, який утворюється під час бомбардування літію природними нейтронами, що вивільняються в процесі спонтанного поділу та ядерних реакцій із космічними променями. Деяка кількість гелію-3, яка перебуває в земній атмосфері, є артефактом атмосферних і підводних ядерних випробувань.

Існує багато спекуляцій щодо можливості використання гелію-3 як майбутнього [en]. На відміну від більшості реакцій ядерного синтезу, синтез атомів гелію-3 є [en]: під час нього вивільняється велика кількість енергії і водночас не відбувається радіоактивного забруднення навколишнього середовища. З іншого боку, температури, досягнення яких необхідне для підтримування реакції синтезу гелію-3, набагато вищі, ніж потрібні для традиційних реакцій термоядерного синтезу, через що цей процес здатен спричинити інші реакції, які, своєю чергою, самі по собі здатні призвести до радіоактивного забруднення навколишнього середовища.

Вважається, що кількість гелію-3 на Місяці більша, ніж на Землі, оскільки він упродовж мільярдів років утворювався у верхньому шарі реголіту під дією сонячного вітру, хоча його кількість у складі газових гігантів Сонячної системи ще більша.

Історія

Існування гелію-3 вперше припустив у 1934 році австралійський фізик-ядерщик Марк Оліфант, який тоді працював у Кавендіській лабораторії Кембриджського університету. Оліфант проводив експерименти, у яких швидкі дейтрони зіштовхувалися з дейтронними мішенями (до речі, це була перша демонстрація ядерного синтезу). Виокремлення гелію-3 вперше здійснили Луїс Альварес і [en] у 1939 році. Тоді вважалося, що гелій-3 — це радіоактивний ізотоп, але згодом його знайшли в зразках природного гелію, який здебільшого є гелієм-4, взятим з атмосфери Землі або з газових свердловин.

Фізичні властивості

Через свою низьку атомну масу (3,016 а. о. м.) гелій-3 має деякі фізичні властивості, відмінні від властивостей гелію-4 (4,0026 а. о. м.). Через слабку індуковану диполь-дипольну взаємодію між атомами гелію їхні мікроскопічні фізичні властивості визначаються переважно їхньою нульовою енергією. Крім того, через свої мікроскопічні властивості гелій-3 має вищу нульову енергію, ніж гелій-4. Це означає, що гелій-3 здатен долати диполь-дипольну взаємодію з меншою тепловою енергією, ніж гелій-4.

Квантово-механічні ефекти у гелії-3 та гелії-4 суттєво відрізняються: загальний спін гелію-4, який складається з двох протонів, двох нейтронів і двох електронів, дорівнює нулю, а отже, він є бозоном, тоді як загальний спін гелію-3, у якому на один нейтрон менше, удвічі менший, а отже, він є ферміоном.

Чистий гелій-3 у вигляді газу кипить при температурі 3,19 К, а гелій-4 — при 4,23 К. Критична точка гелію-3 також нижча — 3,35 К, тоді як у гелію-4 — 5,19 К. Густина гелію-3 вдвічі менша за густину гелію-4 при температурі кипіння: 59 г/л порівняно зі 124,73 г/л гелію-4 за тиску в одну атмосферу. Його питома теплота пароутворення теж значно нижча — 0,026 кДж/моль порівняно з 0,0829 кДж/моль для гелію-4.

Газоподібний гелій-3 за нормальних умов має густину 0,1346 г/л (гелій-4 — 0,1785 г/л). Відповідно, об'єм одного грама гелію-3 за нормальних умов дорівнює 7,43 л (у гелію-4 — 5,596 л).

Рідкий гелій-3

Докладніше: Надплинність

Рідкий гелій-3 — [en], яка істотно відрізняється за властивостями від рідкого гелію-4. Рідкий гелій-3 вдалося отримати лише в 1948 році. У 1972 році в рідкому гелії-3 було виявлено фазовий перехід у надплинний стан за температур, нижчих за 2,6 мК, і за тиску 34 атм (раніше вважалося, що надплинність, як і надпровідність, — явища, характерні для конденсату Бозе — Ейнштейна, тобто кооперативні явища в середовищі з цілочисельним спіном об'єктів). За відкриття надплинності гелію-3 Дугласу Ошерову, Роберту Річардсону і Девіду Лі було присуджено Нобелівську премію з фізики 1996 року.

У 2003 році Нобелівською премією з фізики відзначені Олексій Абрикосов, Віталій Гінзбург і Ентоні Легетт, зокрема й за створення теорії надплинності рідкого гелію-3.

Розповсюдженість у природі

На Землі

Ізотоп 3He є однією з первинних речовин у мантії Землі, яка, як вважається, потрапила в Землю ще на етапі її формування. Співвідношення ізотопів 3He і 4He в земній корі та мантії менше, ніж в отриманих зразках метеоритів і місячному ґрунті, оскільки 4He, на відміну від 3He, постійно утворюється в результаті радіоактивного розпаду.

Космологічне співвідношення 3He до 4He становить 300 атомів на мільйон (ppm). Це дає змогу припустити, що в часи, коли формувалася Земля, початкове співвідношення цих первинних газів у мантії становило близько 200—300 ppm. Упродовж усієї історії Землі внаслідок альфа-розпаду атомів урану, торію та інших радіоактивних ізотопів утворилася значна кількість 4He; лише близько 7 % гелію, який зараз перебуває в земній мантії, є первинним. У такий спосіб загальне співвідношення 3He/4He знизилося приблизно до 20 ppm. Якщо співвідношення 3He/4He перевищує атмосферне, це вказує те, що спостерігається внесок 3He з мантії. У джерелах, розташованих у земній корі, переважає 4He, який утворюється шляхом радіоактивного розпаду.

Співвідношення 3He/4He у природних земних джерелах сильно варіюється. Зразки літієвої руди сподумену з шахти Едісон у Південній Дакоті містили 12 ppm 3He/4He; зразки з інших шахт показали 2 ppm.

У концентраціях до 7 % гелій присутній у деяких джерелах природного газу, а у великих джерелах — у концентраціях понад 0,5 % (за концентрації понад 0,2 % його видобуток стає практично здійсненним). Частка 3He у гелії, виділеному з природного газу в США, коливається від 70 до 242 частин на мільярд. Таким чином, американський запас 2002 року в 1 мільярд стандартних кубічних метрів містив би від 12 до 43 кілограмів гелію-3. За даними американського фізика [en], з потоку природного газу в США можна щорічно виділяти близько 26 м3 або майже 5 кг гелію-3. Якщо в процесі виділення гелію-3 використовувати як сировину скраплений гелій (у такому вигляді його зазвичай транспортують і зберігають у великих обсягах), оцінки додаткових енергетичних витрат коливатимуться від 34 до 300 доларів за літр, не враховуючи вартості інфраструктури й обладнання. Вважається, що річний видобуток газу в Алжирі становить 100 млн стандартних кубічних метрів, що містить від 7 до 24 м3 гелію-3 (від 1 до 4 кг), якщо припустити, що його концентрація в газі аналогічна.

Гелій-3 присутній також в атмосфері Землі. Природний вміст ізотопу 3He у природному гелії становить 1,38 × 10−6 (1,38 ppm). Парціальний тиск гелію в атмосфері Землі становить близько 0,52 Па і, таким чином, на гелій припадає 5,2 частини на мільйон від загального тиску (101,325 кПа) в атмосфері Землі, а 3He становить 7,2 частини на трильйон (ppt). Оскільки атмосфера Землі має масу близько 5,14 × 1018 кг, маса 3He в атмосфері Землі має дорівнювати добутку цих чисел, тобто близько 37 000 тонн. Насправді ефективна цифра в 10 разів менша, оскільки наведені вище частки — це ppmv (об'ємна частка), а не ppmw (масова частка). Для отримання фактичної величини цю масу треба помножити на 3 (молекулярна маса гелію-3) і поділити на 29 (середня молекулярна маса атмосфери), у результаті чого отримаємо 3828 тонн гелію-3 в атмосфері Землі.

Гелій-3 утворюється на Землі з трьох джерел:

Внесок космічного випромінювання є незначним у всіх матеріалах, окрім найдавніших реголітів, а внесок реакцій сколювання літію є меншим, ніж внесок утворення 4He за рахунок викидів альфа-частинок.

Загальна кількість гелію-3 в мантії може становити 0,1—1,0 мегатонни. Однак більша частина мантії недоступна безпосередньо. Деяка кількість гелію-3 просочується вгору через вулканічні гарячі точки, як-от вулкани Гавайських островів, але в атмосферу викидається лише 300 грамів гелію-3 на рік. Серединно-океанічні хребти викидають ще 3 кілограми на рік (8,2 г/добу). Навколо зон субдукції різні джерела виробляють гелій-3 у покладах природного газу, які, можливо, містять тисячу тонн гелію-3 (хоча ця кількість може досягати й 25 тисяч тонн, якщо такі поклади є в усіх давніх зонах субдукції). Віттенберг підрахував, що джерела природного газу в земній корі Сполучених Штатів можуть містити лише пів тонни. Лейтон Віттенберг (Leyton J. Wittenberg) процитував оцінку [en], згідно з якою ще 1200 тонн гелію-3 містяться в частинках міжпланетного пилу, які, потрапивши в атмосферу Землі, згодом опустилися на дно океану. У дослідженні 1994 року видобуток гелію-3 з цих джерел потребує більше енергії, ніж виділяється при ядерному синтезі.

На поверхні Місяця

За однією з оцінок, упродовж мільярдів років існування Місяця під дією сонячного вітру на його поверхню осіло понад 1 мільйон тонн гелію-3. Речовина на поверхні Місяця містить гелій-3 в концентраціях, які, за оцінками, становлять оцінюються від 1,4 до 15 частин на мільярд (ppb) на освітлених сонцем ділянках і може містити гелій-3 в концентраціях до 50 частин на мільярд у постійно затінених регіонах. Для порівняння, гелій-3 в атмосфері Землі концентрація гелію-3 становить 7,2 частини на трильйон (ppt).

Починаючи з 1986 року з'являються численні пропозиції розробляти місячний реголіт і використовувати гелій-3, який міститься в ньому, для ядерного синтезу. Хоча станом на 2020 рік діючі експериментальні реактори ядерного синтезу існують вже десятки років, жоден із них ще не виробляв електроенергію на комерційній основі. Оскільки концентрація гелію-3 вкрай низька, будь-якому гірничодобувному обладнанню доведеться переробляти надзвичайно великі обсяги реголіту. За однією з оцінок, для отримання 1 грама гелію-3 необхідно переробити понад 150 тонн реголіту.

Китай розпочав власну програму дослідження Місяця і досліджує перспективу видобутку корисних копалин на Місяці — зокрема, шукає ізотоп гелію-3 для використання як джерела енергії на Землі. Не всі погоджуються, що позаземний видобуток гелію-3 можливий, і навіть якби було можливо видобути гелій-3 на Місяці, жодна існуюча на цей момент конструкція (інші мови) не дає змоги виробити більше енергії, ніж витрачається на підтримання його роботи — тобто домогтися, щоб коефіцієнт відтворення термоядерної енергії перевищив одиницю. Утім, 13 грудня 2022 року Міністерство енергетики США оголосило, що «…понеділок 5 грудня 2022 року став історичним днем у науці: завдяки неймовірним працівникам Ліверморської лабораторії та Національного комплексу лазерних термоядерних реакцій» (NIF), і що NIF «провів перший в історії експеримент з керованого термоядерного синтезу з метою досягти цієї віхи, також відомої як наукова енергетична беззбитковість (scientific energy breakeven). Це означає, що він виробив більше енергії від термоядерного синтезу, ніж лазерна енергія, яка використовувалася для його приведення в дію». Недоліком залишається також те, що гелій-3 є обмеженим місячним ресурсом, який може вичерпатися в процесі видобутку.

13 березня 2024 року [en], засновник приватної компанії Interlune, заявив, що компанія залучила 18 млн дол. і розробляє технологію збирання й доставки матеріалів, зокрема гелыю-3, з Місяця на Землю. Ба більше: Interlune вже знайшла клієнта, готового купувати місячні ресурси у великих кількостях. У 2026 році компанія планує відправити на комерційній ракеті пошукову місію на Місяць — на ділянку, яка, як вважають, містить величезні запаси гелію-3. Спускний зонд має виміряти за допомогою спектрометра кількість гелію-3 в місячному ґрунті й оцінити його концентрацію.

У первинній сонячній туманності

Одна з перших оцінок співвідношення ізотопів 3He до 4He у первинній сонячній туманності була зроблена шляхом вимірювання їх співвідношення в атмосфері Юпітера за допомогою мас-спектрометра атмосферного зонда «Галілео». Це співвідношення становить приблизно 1 : 10 000, тобто 100 частин 3He на мільйон частин 4He. Подібне співвідношення ізотопів спостерігається й у місячному реголіті, який містить 28 частин на мільйон гелію-4 і 2,8 частини на мільярд гелію-3 (це нижня межа фактичних вимірювань зразків, які варіюються від 1,4 до 15 частин на мільярд). Однак співвідношення ізотопів на Землі в 100 разів менше, здебільшого через збагачення запасів гелію-4 в мантії за мільярди років альфа-розпаду урану, торію, а також дочірніх продуктів їх розпаду і [en].

Виробництво гелію-3

Розпад тритію

Див. також: Тритій

Практично весь гелій-3, що використовується сьогодні в промисловості, виробляється шляхом радіоактивного розпаду тритію, незважаючи на його дуже низьку поширеність у природі і дуже високу вартість.

У США виробництвом, продажем і розподілом гелію-3 керує Ізотопна програма Міністерства енергетики США (DOE Isotope Program).

Тритій має кілька різних експериментально визначених значень періоду напіврозпаду; Національний інститут стандартів і технології (NIST) називає величину 4500 ± 8 діб (12,32 ± 0,02 року). Тритій розпадається, перетворюючись на гелій-3, шляхом бета-розпаду:

image

Під час такого розпаду виділяється 18,6 кеВ. Із загальної вивільненої енергії частина, що припадає на кінетичну енергію електрона, варіюється, у середньому становлячи 5,7 кеВ; решту енергії уносить електронне антинейтрино, яке майже не детектується. У повітрі бета-частинки тритію здатні пролетіти лише приблизно 6,0 мм: пройти крізь мертвий зовнішній шар людської шкіри вони неспроможні. Завдяки неочікувано низькій енергії, яка виділяється під час бета-розпаду тритію, цей тип розпаду (а також розпад ренію-187) придатний для лабораторних вимірювань абсолютної маси нейтрино (найновіший експеримент — [en]).

Низька енергія випромінювання тритію ускладнює виявлення мічених тритієм сполук, окрім як за допомогою [en].

Тритій є радіоактивним ізотопом водню і зазвичай утворюється шляхом бомбардування літію-6 нейтронами в ядерному реакторі. Ядро літію поглинає нейтрон і розщеплюється на гелій-4 і тритій. Оскільки тритій розпадається на гелій-3 з періодом напіврозпаду 12,3 року, гелій-3 можна виробляти, просто зберігаючи тритій, поки він не зазнає радіоактивного розпаду. Оскільки тритій, на відміну від гелію-3, утворює стабільну сполуку з киснем (тритієву воду), процес зберігання і збору міг би безперервно збирати речовину, яка виділяється зі збережуваного матеріалу.

Тритій є критично важливим компонентом ядерної зброї, і історично його виробляли й накопичували насамперед задля неї. Розпад тритію на гелій-3 зменшує вибухову потужність термоядерної боєголовки, тому періодично гелій-3, що накопичився, необхідно видаляти. Гелій-3, вилучений під час цього процесу, продають для застосування в інших сферах.

Протягом десятиліть цей процес — отримання гелію-3 шляхом радіоактивного розпаду тритію — був (і залишається сьогодні) основним джерелом його отримання. Однак після підписання Договору СНО-1 у 1991 році кількість ядерних боєголовок, що перебувають у стані готовності до використання, зменшилася, і через це зменшилася кількість гелію-3, отримуваного цим шляхом. Запаси гелію-3 додатково зменшилися через збільшення попиту на нього, насамперед через використання в детекторах нейтронного випромінювання і медичних діагностичних процедурах.

Промисловий попит на гелій-3 у США досяг піку в 70 000 л (прибл. 8 кг) на рік у 2008 році. Ціна гелію-3 на аукціонах, яка історично становила близько 100 доларів за літр, підскочила аж до 2000 доларів за літр. Відтоді через високу вартість, а також зусилля Міністерства енергетики США з його утилізації та пошуку замінників, попит на гелій-3 знизився до приблизно 6000 літрів на рік. Якщо виходити з того, що густина гелію-3 становить 114 г/м3, то при ціні 100 дол./л він буде у понад 30 разів дешевшим за тритій (приблизно 880 дол./г проти приблизно 30 000 дол./г), а при ціні 2000 дол./л гелій-3 — приблизно вдвічі дешевшим за тритій (17 540 дол./г проти 30 000 дол./г).

Міністерство енергетики США усвідомлювало, що бракує як тритію, так і гелію-3, і тому у 2010 році воно почало виробляти тритій на атомній електростанції Воттс-Бар, яка належить «Теннессі Веллі Ауторіті», шляхом опромінення літію. Задля здійснення цього процесу замість звичайних керівних борних стрижнів у реактор вставляють тритієві стрижні-поглиначі, що виробляють тритій (TPBAR), які містять літій у керамічній формі.

У наш час для виробництва тритію використовуються лише два комерційні ядерні реактори (1-й і 2-й блоки атомної електростанції Воттс-Бар), але в разі потреби цей процес можна було б значно розширити, щоб задовольнити будь-який теоретичний попит, просто залучивши більше енергетичних реакторів країни. Значні кількості тритію і гелію-3 можна також видобувати з важководного сповільнювача в ядерних реакторах типу CANDU. Відомо, що Індія і Канада, дві країни з найбільшим парком важководних реакторів, видобувають тритій із важкої води як сповільнювача/охолоджувача, але цих кількостей недостатньо, щоб задовольнити глобальний попит на тритій і гелій-3.

Оскільки тритій також є побічним продуктом роботи легководних реакторів (детальніше про це див. статтю про тритій), ще одним джерелом гелію-3 може бути його видобуток із цього джерела. Однак якщо виходити з даних про річні викиди тритію (за даними 2018 року) на [en], то навіть якби вдалося досягти 100%-го вилучення, їхні обсяги (31,2 грама в Гаазі) не були б достатніми для задоволення попиту.

Щорічні викиди тритію з ядерних установок
· · e
Місцерозташування Ядерний об'єкт Найближче
джерело води 		Рідина

(ТБк)

Пара

(ТБк)

Загалом

(Тбк)

Загалом

(мг)

Рік
image Велика Британія [en] B Ірландське море 396 2,1 398 1,115 2019
image Велика Британія Переробний завод у Селлафілді Ірландське море 423 56 479 1,342 2019
image Румунія АЕС Чорнавода, блок 1 Чорне море 140 152 292 872 2018
image Франція [en] Ла-Манш 11 400 60 11 460 32 100 2018
image Південна Корея АЕС Вольсонг Японське море 107 80,9 188 671 2020
image Тайвань АЕС Мааншан Лусонська протока 35 9,4 44 123 2015
image Китай АЕС Фуцін Тайванська протока 52 0,8 52 146 2020
image Китай [en] Східнокитайське море 20 0,4 20 56 2020
image Канада АЕС Брюс A, B Великі озера 756 994 1 750 4 901 2018
image Канада [en] Великі озера 220 210 430 1,204 2018
image Канада [en], блоки 1—4 Великі озера 140 300 440 1,232 2015
image США АЕС Діабло-Каньйон, блоки 1, 2 Тихий океан 82 2,7 84 235 2019

Застосування

Спінове відлуння за допомогою гелію-3

Гелій-3 можна використовувати для проведення експериментів з дослідження динаміки [en] (HeSE). Такі експерименти проводяться, наприклад, у Групі фізики поверхні (Surface Physics Group) Кавендіської лабораторії в Кембриджі та на хімічному факультеті [en].

Детектування нейтронів

Гелій-3 є важливим ізотопом у приладах для детектування нейтронів. Він має високий [en] пучків теплових нейтронів і використовується як конвертерний газ у детекторах нейтронів. У результаті ядерної реакції із гелієм-3

n + 3He → 3H + 1H + 0,764 МеВ

нейтрон перетворюється на заряджені частинки — іони тритію (3H, або T) та водню (тобто протони 1H, або p), які потім реєструються шляхом створення зарядженої хмари в гальмівному газі пропорційного лічильника або [en].

Крім того, перебіг процесу поглинання сильно залежить від спіну, який дає [en] об'єму гелію-3 змогу пропускати нейтрони з одним спіновим компонентом і поглинати — з іншим. Цей ефект використовується в нейтронно-поляризаційному аналізі — методі, який досліджує магнітні властивості речовини.

Міністерство національної безпеки США планувало встановлювати детектори для виявлення контрабандного плутонію в морських контейнерах за нейтронним випромінюванням, але ці плани довелося скоригувати через світовий дефіцит гелію-3, який утворився після скорочення виробництва ядерної зброї з часів Холодної війни. Станом на 2012 рік Міністерство національної безпеки визначило, що комерційні поставки бору-10 допоможуть перевести інфраструктуру нейтронного виявлення на цю технологію.

Кріогенна техніка

У [en] гелій-3 використовується для досягнення температури від 0,2—0,3 кельвіна. У рефрижераторах розчинення для досягнення кріогенних температур у кілька тисячних кельвіна використовується суміш гелію-3 і гелію-4.

Медична візуалізація

Ядра гелію-3 мають власний ядерний спін 1⁄2 і відносно високе магнітографічне співвідношення. Гелій-3 можна [en] за допомогою нерівноважних засобів, як-от спін-обмінне оптичне накачування. Під час цього процесу [en] інфрачервоне лазерне світло, налаштоване на відповідну довжину хвилі, збуджує електрони в лужному металі, як-от цезій або рубідій, усередині герметичної скляної посудини. Кутовий момент передається від електронів лужного металу до ядер інертних газів через зіткнення. У такий спосіб цей процес ефективно вирівнює ядерні спіни з магнітним полем, посилюючи сигнал ЯМР. Гіперполяризований газ можна зберігати під тиском 10 атмосфер до 100 годин. Після вдихання газові суміші, які містять гіперполяризований газ гелій-3, можна візуалізувати за допомогою МРТ-сканера й отримати анатомічні зображення легеневої вентиляції. Цей метод дає також змогу отримувати зображення дихальних шляхів, виявляти місця, у яких вентиляція недостатня або відсутня, вимірювати [en] і [en]. Цей метод може мати вирішальне значення для діагностики й лікування хронічних респіраторних захворювань, як-от хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ), емфізема легень, муковісцидоз та астма.

Поглинач радіовипромінювання для експериментів із плазмою на токамаках

На токамаках [en] Массачусетського технологічного інституту (MIT) і Joint European Torus (JET) проводилися експерименти з додавання невеликої кількості гелію-3 до воднево-дейтерієвої плазми з метою збільшити поглинання радіочастотної енергії, завдяки чому нагріватимуться іони водню й дейтерію — «триіонного» ефекту.

Ядерне паливо

Докладніше: Термоядерний ракетний двигун

Гелій-3 можна отримати у процесі низькотемпературного синтезу:

2H + 1p → 3He + γ + 4,98 МеВ
Порівняння кількості випромінюваних нейтронів у різних реакціях
Реагенти Продукти Енергія n/МеВ
Термоядерне паливо 1-го покоління
2D + 2D → 3He + 1
0n 		3,268 МеВ 0,306
2D + 2D → 3T + 1
1p 		4,032 МеВ 0
2D + 3T → 4He + 1
0n 		17,571 МеВ 0,057
Термоядерне паливо 2-го покоління
2D + 3He → 4He + 1
1p 		18,354 МеВ 0
Термоядерне паливо 3-го покоління
3He + 3He → 4He + 2 1
1p 		12,86 МеВ 0
+ 1
1p 		→ 3 4He 8,68 МеВ 0
Чистий результат горіння 2D

(сума перших 4 рядків)

6 2D → 2(4He + n + p) 43,225 МеВ 0,046
Сучасне ядерне паливо
235U + n → 2 FP + 2,5n ~200 МеВ 0,0075

Якщо температура синтезу нижча за температуру злиття ядер гелію, у результаті реакції утворюється високоенергетична альфа-частинка, яка швидко приєднує електрон, утворюючи стабільний легкий іон гелію, який можна використати безпосередньо як джерело електроенергії, не продукуючи небезпечні нейтрони.

Гелій-3 можна використовувати в реакціях синтезу за однією з реакцій

2H + 3He → 4He + 1p + 18,3 МеВ

або

3He + 3He → 4He + 2 1p + 12,86 МеВ.

У процесі традиційного термоядерного синтезу дейтерію і тритію («D-T») утворюються енергійні нейтрони, які забруднюють компоненти реактора радіоактивними [en]. Синтез гелію-3 привабливий тим, що в результаті цієї реакції [en], а отже, не відбувається й радіоактивного забруднення. Гелій-3 сам по собі не є радіоактивним. Єдиний високоенергетичний побічний продукт, протон, на відміну від нейтрона, є зарядженою частинкою, а отже, його можна утримувати за допомогою електричних і магнітних полів. Енергія імпульсу цього протона, створеного в процесі синтезу, взаємодіятиме з електромагнітним полем, яке його утримує, що дає змогу безпосередньо виробляти чисту електроенергію.

Через вищий кулонівський бар'єр температура, необхідна для синтезу 2H + 3He, набагато вища, ніж для звичайного D-T-синтезу. Ба більше, оскільки для синтезу обидва реагенти повинні бути змішані, відбуватимуться реакції не лише D + T, а й між ядрами того самого реагенту — D + D та T + T, а реакція D + D (2H + 2H) супроводжується утворенням нейтрона. Швидкість реакції залежить від температури, але швидкість реакції D + 3He ніколи не перевищує швидкість реакції D + D більше, ніж в 3,56 раза (див. графік праворуч). Тому термоядерний синтез із використанням палива D + 3He при правильній температурі та збідненій паливній суміші може виробляти набагато менший потік нейтронів, ніж D-T-синтез, але через утворення нейтрона він не є чистим, що зводить нанівець його привабливість, принаймні частково.

Друга можливість — злиття 3He із самим собою (3He + 3He) — вимагає ще вищих температур (адже в цьому разі обидва реагенти мають заряд +2), а отже, її реалізація є ще складнішою, ніж реакція D + 3He. Однак у цій реакції не утворюються нейтрони, а протони, оскільки вони є зарядженими частинками, можна утримувати за допомогою електричних і магнітних полів. Отже, ця реакція уможливлює пряме генерування електроенергії. Термоядерний синтез 3He + 3He можливий (це вже продемонстровано в лабораторних умовах) і має величезні переваги, але його прибуткове комерційне застосування буде досягнуто через багато років.

Обсяги гелію-3, необхідні для заміни традиційних видів палива, є значними порівняно з наявними на сьогодні. Загальна кількість енергії, яка виробляється в реакції 2D + 3He, становить 18,4 мегаелектронвольт, що відповідає приблизно 493 мегават-годинам (4,93×108 Вт·год) на три грами (один моль) 3He. Якби всю цю енергію можна було перетворити на електричну зі 100%-вою ефективністю (що фізично неможливо), це відповідало б приблизно 30 хвилинам роботи гігаватної електростанції на один моль 3He. Таким чином, для річного виробництва (за витрати 6 грамів на кожну годину роботи) знадобилося б 52,5 кілограма гелію-3.

image
Швидкість реакції термоядерного синтезу швидко зростає з температурою, поки не досягне максимуму, а потім поступово спадає. Вона досягає піка при нижчій температурі (близько 70 кеВ, або 800 млн К) і при вищому значенні, ніж в інших реакціях, які зазвичай розглядаються для визначення енергії термоядерного синтезу.

Кількість палива, необхідного для великомасштабних застосувань, можна також виразити через загальне споживання: споживання електроенергії 107 мільйонами американських домогосподарств (за даними Управління енергетичної інформації США) у 2001 році становило 1140 млрд кВт·год (1,14×1015 Вт·год). Якщо припустити, ефективність перетворення є 100%-вою, то для цього сегмента енергетичного попиту США знадобиться 6,7 тонни гелію-3 на рік, або, за більш реалістичної ефективності перетворення з урахування втрат під час передавання від виробників до кінцевих споживачів, — 15—20 тонн на рік.

Підхід другого покоління до керованого термоядерного синтезу передбачає поєднання гелію-3 і дейтерію, 2D. У результаті цієї реакції утворюється альфа-частинка і високоенергетичний протон. Найважливіша потенційна перевага цієї реакції термоядерного синтезу для виробництва енергії, а також інших застосувань полягає в її сумісності з використанням електростатичних полів для керування іонами палива і протонами синтезу. Завдяки використанню твердотільних перетворювальних матеріалів та інших технологій з'являється можливість перетворювати кінетичну енергію високошвидкісних протонів — позитивно заряджених частинок — безпосередньо в електричний струм. Потенційна ефективність перетворення може досягати 70 %, оскільки зникає потреба спершу перетворювати енергію протонів на тепло, а потім тепло на електричний струм за допомогою електричного генератора.

Електростанції, які працюють на гелії-3

Про можливості електростанцій на гелії-3 було багато заяв. На думку їх прихильників, термоядерні електростанції, які працюють на дейтерії і гелії-3, потребуватимуть нижчих капітальних та експлуатаційних витрат, ніж їхні конкуренти, завдяки меншій технічній складності, вищій ефективності перетворення, меншим розмірам, відсутності радіоактивного палива, відсутності забруднення повітря і води, а також низьким вимогам до заховання радіоактивних відходів. За останніми оцінками, для розробки й будівництва першої електростанції на основі термоядерного синтезу гелію-3 знадобиться близько 6 млрд дол. інвестицій. Фінансова беззбитковість за сьогоднішніх оптових цін на електроенергію (0,05 долара за кіловат-годину) настане після того, як в експлуатацію будуть введені п'ять 1-гігаватних електростанцій, які замінять старі традиційні електростанції або задовольнять новий попит.

Утім, реальність не така однозначна. Найбільш інноваційні програми термоядерного синтезу у світі передбачають інерційне утримання плазми (наприклад, Національний комплекс лазерних термоядерних реакцій) або магнітний термоядерний синтез (наприклад, Міжнародний експериментальний термоядерний реактор і Wendelstein 7-X). Для першого з цих способів не розроблено чіткої дорожньої карти виробництва електроенергії. Щодо другого, комерційне виробництво електроенергії не очікується раніше 2050 року. В обох випадках йдеться про найпростіший тип термоядерного синтезу — D + T. Причиною цього є дуже низький кулонівський бар'єр для цієї реакції; для реакції D + 3He бар'єр набагато вищий, а для 3He + 3He — ще вищий.

Величезна вартість таких реакторів, як ІТЕР і Національний комплекс лазерних термоядерних реакцій, значною мірою пов'язана з їхніми величезними розмірами, але для масштабування до вищих температур плазми потрібні ще більші реактори. Протони з енергією 14,7 МеВ, альфа-частинки з енергією 3,6 МеВ від синтезу D + 3He, а також вища ефективність перетворення — усе це означає, що з кілограма речовини видобувається більше електроенергії, ніж при синтезі D + T (17,6 МеВ), але не набагато більше. Ще одним недоліком є те, що швидкість реакції синтезу гелію-3 не є особливо високою, що вимагає більшого реактора або більшої кількості реакторів для виробництва такої ж кількості електроенергії.

Альтернативи гелію-3

Щоб обійти проблему величезних електростанцій, економічна неефективність яких неочевидна навіть для синтезу D + T, не кажучи вже про набагато складніший синтез D + 3He, запропоновано низку інших типів реакторів — фузор, полівелл, [en] (DPF) і багато інших. Утім, чимало з цих концепцій мають фундаментальні проблеми з досягненням чистого приросту енергії і, як правило, вони передбачають досягнення термоядерного синтезу в умовах теплової нерівноваги, що потенційно може виявитися неможливим. Як наслідок, реалізація цих перспективних програм супроводжується проблемами з фінансуванням, незважаючи на їхні порівняно невеликиі бюджети. Однак, на відміну від «великих» і «гарячих» систем термоядерного синтезу, такі системи, якщо їх вдасться реалізувати, здатні масштабуватися до [en] з вищим бар'єром, і тому їхні прихильники, як правило, пропагують синтез за формулою p + 11B (протон + бор-11), який не потребує таких екзотичних видів палива, як гелій-3.

Гелій-3 на інших космічних тілах

Місяць

Матеріали на поверхні Місяця, розташовані в освітлених Сонцем ділянках, містять гелій-3 у концентрації від 1,4 до 15 частин на мільярд; у постійно затінених регіонах концентрація може досягати 50 частин на мільярд. Ряд людей, зокрема Джеральд Кульчинський (Gerald Kulcinski) в 1986 році, запропонували досліджувати Місяць, видобувати місячний реголіт і використовувати гелій-3, який у ньому міститься, для термоядерного синтезу. Через низьку концентрацію гелію-3 будь-якому гірничодобувному обладнанню доведеться переробляти надзвичайно велику кількість реголіту (понад 150 тонн реголіту для отримання одного грама гелію-3).

Першочерговим завданням першого місячного зонду Індійської організації космічних досліджень і розробок (ISRO) під назвою «Чандраян-1», запущеного 22 жовтня 2008 року, як повідомлялося в деяких джерелах, було картування поверхні Місяця з метою пошуку мінералів, що містять гелій-3. В офіційному переліку цілей проєкту така мета не згадується, хоча багато встановленої на ньому наукового обладнання має застосування, пов'язане з гелієм-3.

Космо- і геохімік [en] з Китайської академії наук, який нині очолює Китайську програму дослідження Місяця, уже неодноразово заявляв, що однією з головних цілей програми буде видобуток гелію-3, з якого

…щороку три польоти космічних шатлів могли б приносити достатньо палива для всього людства.

У січні 2006 року російська космічна компанія РКК «Енергія» оголосила, що вважає місячний гелій-3 потенційним економічним ресурсом, видобування якого можна буде почати до 2020 року за наявності фінансування.

Не всі згодні, що видобуток місячного гелію-3 можливий і навіть що на нього буде попит для термоядерного синтезу. Зокрема, [en] у своїй статті 2015 року в онлайн-журналі [en] характеризує видобуток гелію-3 на Місяці з метою його використання в термоядерному синтезі як мрію про неперевірену магічну технологію, ставить під сумнів доцільність цього задуму і вказує, що видобуток гелію-3 на Землі міг би бути ефективнішим.

Газові гіганти

Існують пропозиції видобувати гелій-3 на газових гігантах. Наприклад, гіпотетичний міжзоряний зонд «Дедал», розроблюваний Британським міжпланетним товариством, передбачає заправку гелієм-3 зі спеціальних «шахт» в атмосфері Юпітера.

Джерела

  1. Dobbs E. R. Helium Three. — Oxford University press, 2000.
  2. Галимов Э. М. Если у тебя есть энергия, ты можешь извлечь всё [ 26 грудня 2014 у Wayback Machine.] — Редкие земли. 2014. № 2. — С. 6—12.
  3. The Helium-3 Shortage: Supply, Demand, and Options for Congress [ 24 вересня 2015 у Wayback Machine.] // FAS, December 22, 2010 (англ.)

Посилання

  • Helium-3 [ 4 серпня 2020 у Wayback Machine.] // Britannica
  • Гелій: призначення і властивості [ 27 вересня 2016 у Wayback Machine.]

Примітки

  1. https://arxiv.org/abs/astro-ph/0412380v1
  2. Galaxy v25n01 (1966 10).
  3. Вселенская алхимия [ 4 березня 2018 у Wayback Machine.] / С. Попов, А. Сергеев // Вокруг Света. — 2008. — № 4. — С. 3]
  4. Moon's Helium-3 Could Power EarthBy Julie Wakefield [ 21 липня 2011 у Wayback Machine.] (англ.)
  5. . Архів оригіналу за 10 жовтня 2020. Процитовано 11 жовтня 2020.
  6. . Архів оригіналу за 16 жовтня 2020. Процитовано 11 жовтня 2020.
  7. Matson, John. Is MOON 's sci-fi vision of lunar helium 3 mining based in reality?. Scientific American Blog Network (англ.). Процитовано 3 березня 2024.
  8. https://cds.cern.ch/record/1055767/files/CM-PRS00002036.pdf
  9. Raupe, Joel (16 грудня 2010). Lunar Pioneer: Chang'e-1 maps Moon's Helium-3 inventory. Lunar Pioneer. Процитовано 3 березня 2024.
  10. https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/2175.pdf
  11. Cocks, Franklin Hadley (1 квітня 2010). 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces. Icarus. Т. 206, № 2. с. 778—779. doi:10.1016/j.icarus.2009.12.032. ISSN 0019-1035. Процитовано 3 березня 2024.
  12. . Архів оригіналу за 17 жовтня 2020. Процитовано 11 жовтня 2020.
  13. Transmutation effects observed with heavy hydrogen. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (англ.). Т. 144, № 853. 1934-05. с. 692—703. doi:10.1098/rspa.1934.0077. ISSN 0950-1207. Процитовано 3 березня 2024.
  14. Alvarez, Luis W.; Cornog, Robert (15 вересня 1939). Helium and Hydrogen of Mass 3. Physical Review. Т. 56, № 6. с. 613—613. doi:10.1103/PhysRev.56.613. Процитовано 3 березня 2024.
  15. Internet Archive, Luis W. (1987). Discovering Alvarez : selected works of Luis W. Alvarez, with commentary by his students and colleagues. Chicago : University of Chicago Press. ISBN .
  16. . web.archive.org. 10 травня 2017. Архів оригіналу за 10 травня 2017. Процитовано 3 березня 2024.{{}}: Обслуговування CS1: bot: Сторінки з посиланнями на джерела, де статус оригінального URL невідомий ()
  17. Teragon's Summary of Cryogen Properties. www.trgn.com. Процитовано 5 березня 2024.
  18. Chase, C. E.; Zimmerman, George O. (1 червня 1973). Measurement ofP-V-T relations and critical indices of3He. Journal of Low Temperature Physics (англ.). Т. 11, № 5. с. 551—579. doi:10.1007/BF00654447. ISSN 1573-7357. Процитовано 5 березня 2024.
  20. https://fti.neep.wisc.edu/fti.neep.wisc.edu/pdf/fdm967.pdf
  21. Sano, Yuji; Wakita, Hiroshi; Huang, Chin-Wang (1986-09). Helium flux in a continental land area estimated from 3He/4He ratio in northern Taiwan. Nature (англ.). Т. 323, № 6083. с. 55—57. doi:10.1038/323055a0. ISSN 1476-4687. Процитовано 8 березня 2024.
  22. Aldrich, L.T.; Nier, Alfred O. Phys. Rev. 74, 1590—1594 (1948). The Occurrence of He3 in Natural Sources of Helium. Page 1592, Tables I and II.
  23. WebElements Periodic Table » Helium » the essentials. www.webelements.com. Процитовано 9 березня 2024.
  24. http://www.stratosolar.com/uploads/5/6/7/1/5671050/29_challengestoheliumsupply111003.pdf
  25. https://sgp.fas.org/crs/misc/R41419.pdf
  26. https://stacks.cdc.gov/view/cdc/10597/cdc_10597_DS1.pdf
  27. Trenberth, Kevin E.; Smith, Lesley (15 березня 2005). The Mass of the Atmosphere: A Constraint on Global Analyses. Journal of Climate (EN) . Т. 18, № 6. с. 864—875. doi:10.1175/JCLI-3299.1. ISSN 0894-8755. Процитовано 10 березня 2024.
  28. Layton Wittenberg Obituary 2012. Cress Funeral and Cremation Services (англ.). Процитовано 10 березня 2024.
  29. Anderson, Don L. (1993). Helium-3 from the Mantle: Primordial Signal or Cosmic Dust?. Science. Т. 261, № 5118. с. 170—176. ISSN 0036-8075. Процитовано 10 березня 2024.
  30. Wittenberg, L. J.; Cameron, E. N.; Kulcinski, G. L.; Ott, S. H.; Santarius, J. F.; Sviatoslavsky, G. I.; SViatoslavsky, I. N.; Thompson, H. E. (1992-07). A Review of 3 He Resources and Acquisition for Use as Fusion Fuel. Fusion Technology (англ.). Т. 21, № 4. с. 2230—2253. doi:10.13182/FST92-A29718. ISSN 0748-1896. Процитовано 11 березня 2024.
  31. Crawford, Ian A. (2015-04). Lunar resources: A review. Progress in Physical Geography: Earth and Environment (англ.). Т. 39, № 2. с. 137—167. doi:10.1177/0309133314567585. ISSN 0309-1333. Процитовано 11 березня 2024.
  32. . web.archive.org. 4 вересня 2006. Архів оригіналу за 4 вересня 2006. Процитовано 11 березня 2024.
  33. Cocks, Franklin Hadley (1 квітня 2010). 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces. Icarus. Т. 206, № 2. с. 778—779. doi:10.1016/j.icarus.2009.12.032. ISSN 0019-1035. Процитовано 11 березня 2024.
  34. The Space Review: A fascinating hour with Gerald Kulcinski. www.thespacereview.com. Процитовано 12 березня 2024.
  35. https://www.jpl.nasa.gov. The Lunar Gold Rush: How Moon Mining Could Work. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) (амер.). Процитовано 12 березня 2024.
  36. Korean fusion reactor achieves record plasma - World Nuclear News. www.world-nuclear-news.org. Процитовано 12 березня 2024.
  37. Fusion reactor | Description, History, Uses, & Facts | Britannica. www.britannica.com (англ.). 11 березня 2024. Процитовано 12 березня 2024.
  38. The Space Review: The helium-3 incantation. www.thespacereview.com. Процитовано 12 березня 2024.
  39. . web.archive.org. 19 липня 2015. Архів оригіналу за 19 липня 2015. Процитовано 12 березня 2024.
  40. (PDF). web.archive.org. Архів оригіналу (PDF) за 20 січня 2019. Процитовано 12 березня 2024.
  41. china space program Coverage | Space. Space.com (англ.). 11 березня 2024. Процитовано 12 березня 2024.
  42. Breakeven. EUROfusion (амер.). Процитовано 12 березня 2024.
  43. DOE National Laboratory Makes History by Achieving Fusion Ignition. Energy.gov (англ.). Процитовано 12 березня 2024.
  44. Davidpublished, Leonard (7 січня 2015). Is Moon Mining Economically Feasible?. Space.com (англ.). Процитовано 12 березня 2024.
  45. Davenport, Christian (13 березня 2024). This company intends to be the first to mine the moon. Washington Post (амер.). ISSN 0190-8286. Процитовано 18 березня 2024.
  46. Niemann, Hasso B.; Atreya, Sushil K.; Carignan, George R.; Donahue, Thomas M.; Haberman, John A.; Harpold, Dan N.; Hartle, Richard E.; Hunten, Donald M.; Kasprzak, Wayne T. (10 травня 1996). The Galileo Probe Mass Spectrometer: Composition of Jupiter's Atmosphere. Science (англ.). Т. 272, № 5263. с. 846—849. doi:10.1126/science.272.5263.846. ISSN 0036-8075. Процитовано 14 березня 2024.
  47. Nuclear Physics. Energy.gov (англ.). Процитовано 15 березня 2024.
  48. https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/105/4/j54luc2.pdf
  50. https://publications.ffi.no/nb/item/asset/dspace:6780/20-01388.pdf
  51. . web.archive.org. 29 жовтня 2006. Архів оригіналу за 29 жовтня 2006. Процитовано 17 березня 2024.
  52. Reprocessing Relapse / Tritium Production (Vol. 5, No. 1) - Institute for Energy and Environmental Research (англ.). Процитовано 17 березня 2024.
  53. Physics Projects Deflate for Lack of Helium-3 - IEEE Spectrum. spectrum.ieee.org (англ.). Процитовано 17 березня 2024.
  54. https://www.nrc.gov/docs/ML0325/ML032521359.pdf
  55. Government of Canada, Innovation. Canadian Patent Database / Base de données sur les brevets canadiens. www.ic.gc.ca (англ.). Процитовано 19 березня 2024.
  56. Basic policy on handling of the ALPS treated water (PDF). Ministry of Economy, Trade and Industry. 13 квітня 2021.
  57. 2020년도 원전주변 환경방사능 조사 및 평가보고서 [2020 Environmental Radiation Survey and Evaluation Report Around Nuclear Power Plant]. Korea Hydro & Nuclear Power. 26 квітня 2021. с. 25. (table 8)
  58. Jardine, A. P.; Hedgeland, H.; Alexandrowicz, G.; Allison, W.; Ellis, J. (1 листопада 2009). Helium-3 spin-echo: Principles and application to dynamics at surfaces. Progress in Surface Science. Т. 84, № 11. с. 323—379. doi:10.1016/j.progsurf.2009.07.001. ISSN 0079-6816. Процитовано 21 березня 2024.
  59. Kole, P R; Jardine, A P; Hedgeland, H; Alexandrowicz, G (4 серпня 2010). Measuring surface phonons with a 3 He spin echo spectrometer: a two-dimensional approach. Journal of Physics: Condensed Matter. Т. 22, № 30. с. 304018. doi:10.1088/0953-8984/22/30/304018. ISSN 0953-8984. Процитовано 21 березня 2024.
  60. Alexandrowicz, G; Jardine, A P (13 липня 2007). Helium spin-echo spectroscopy: studying surface dynamics with ultra-high-energy resolution. Journal of Physics: Condensed Matter. Т. 19, № 30. с. 305001. doi:10.1088/0953-8984/19/30/305001. ISSN 0953-8984. Процитовано 21 березня 2024.
  61. . web.archive.org. 3 травня 2008. Архів оригіналу за 3 травня 2008. Процитовано 22 березня 2024.{{}}: Обслуговування CS1: bot: Сторінки з посиланнями на джерела, де статус оригінального URL невідомий ()
  62. NCNR Neutron Spin Filters. www.ncnr.nist.gov. Процитовано 25 березня 2024.
  63. (IUCr) SANS polarization analysis with nuclear spin-polarized 3He. Journal of Applied Crystallography. 1 червня 2000. Процитовано 25 березня 2024.
  64. Neutron Spin Filters. NIST (англ.). 29 листопада 2017. Процитовано 25 березня 2024.
  65. https://www.nytimes.com/2009/11/23/us/23helium.html
  66. Helium-3 Shortage. Chemical & Engineering News (англ.). Процитовано 25 березня 2024.
  67. (PDF). web.archive.org. Архів оригіналу за 26 липня 2014. Процитовано 25 березня 2024.{{}}: Обслуговування CS1: bot: Сторінки з посиланнями на джерела, де статус оригінального URL невідомий ()
  68. . web.archive.org. 8 лютого 2010. Архів оригіналу за 8 лютого 2010. Процитовано 26 березня 2024.{{}}: Обслуговування CS1: bot: Сторінки з посиланнями на джерела, де статус оригінального URL невідомий ()
  69. Leawoods, Jason C.; Yablonskiy, Dmitriy A.; Saam, Brian; Gierada, David S.; Conradi, Mark S. (2001-01). Hyperpolarized 3 He gas production and MR imaging of the lung. Concepts in Magnetic Resonance (англ.). Т. 13, № 5. с. 277—293. doi:10.1002/cmr.1014. ISSN 1043-7347. Процитовано 27 березня 2024.
  70. Walker, Thad G.; Happer, William (1 квітня 1997). Spin-exchange optical pumping of noble-gas nuclei. Reviews of Modern Physics. Т. 69, № 2. с. 629—642. doi:10.1103/RevModPhys.69.629. Процитовано 27 березня 2024.
  71. Хронічні респіраторні захворювання | Центр громадського здоров’я. phc.org.ua. Процитовано 27 березня 2024.
  72. Altes, Talissa A.; Salerno, Michael (2004-10). Hyperpolarized Gas MR Imaging of the Lung. Journal of Thoracic Imaging (амер.). Т. 19, № 4. с. 250. doi:10.1097/01.rti.0000142837.52729.38. ISSN 0883-5993. Процитовано 27 березня 2024.
  73. MIT Achieves Breakthrough in Nuclear Fusion. Popular Mechanics (амер.). 28 серпня 2017. Процитовано 28 березня 2024.
  74. Kazakov, Ye O.; Ongena, J.; Wright, J. C.; Wukitch, S. J.; Lerche, E.; Mantsinen, M. J.; Van Eester, D.; Craciunescu, T.; Kiptily, V. G. (2017-10). Efficient generation of energetic ions in multi-ion plasmas by radio-frequency heating. Nature Physics (англ.). Т. 13, № 10. с. 973—978. doi:10.1038/nphys4167. ISSN 1745-2481. Процитовано 28 березня 2024.
  75. Inertial Electrostatic Confinement Fusion. Процитовано 6 травня 2007.
  76. . Архів оригіналу за 4 квітня 2007. Процитовано 6 травня 2007.
  77. . Архів оригіналу за 31 липня 2013. Процитовано 6 травня 2007.
  78. John Santarius (June 2006). (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 3 липня 2007. Процитовано 6 травня 2007.
  79. Nuclear Reactions. Процитовано 6 травня 2007.
  81. https://www.technologyreview.com/energy/19296/
  82. . web.archive.org. 14 серпня 2007. Процитовано 6 квітня 2024.
  83. . web.archive.org. 20 травня 2009. Процитовано 7 квітня 2024.
  84. https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/29869
  85. . web.archive.org. 4 вересня 2006. Процитовано 9 квітня 2024.
  86. https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/2175.pdf
  87. Cocks, Franklin Hadley (1 квітня 2010). 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces. Icarus. Т. 206, № 2. с. 778—779. doi:10.1016/j.icarus.2009.12.032. ISSN 0019-1035. Процитовано 9 квітня 2024.
  88. The Space Review: A fascinating hour with Gerald Kulcinski. www.thespacereview.com. Процитовано 9 квітня 2024.
  90. . web.archive.org. 7 січня 2012. Процитовано 10 квітня 2024.
  91. With He-3 on mind, India gets ready for lunar mission. The Economic Times. 19 вересня 2008. ISSN 0013-0389. Процитовано 10 квітня 2024.
  92. . web.archive.org. 12 жовтня 2009. Процитовано 10 квітня 2024.
  93. Nick (12 листопада 2008). Luna C/I:: Chandrayaan-1 Payload Feature #2: Sub KeV Atom Reflecting Analyser (SARA). Luna C/I. Процитовано 10 квітня 2024.
  94. He asked for the moon-and got it. www.chinadaily.com.cn. Процитовано 12 квітня 2024.
  95. . web.archive.org. 9 серпня 2008. Процитовано 12 квітня 2024.
  96. The Space Review: Moonscam: Russians try to sell the Moon for foreign cash. www.thespacereview.com. Процитовано 12 квітня 2024.
  97. The Space Review: Death throes and grand delusions. www.thespacereview.com. Процитовано 12 квітня 2024.
  98. The Space Review: The helium-3 incantation. www.thespacereview.com. Процитовано 12 квітня 2024.
  99. (PDF). web.archive.org. Процитовано 12 квітня 2024.
  100. Project Daedalus: Demonstrating the Engineering Feasibility of Interstellar Travel – BIS Shop. bis-space.com. Процитовано 12 квітня 2024.
  101. The Daedalus Starship. Damn Interesting (амер.). Процитовано 12 квітня 2024.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Gelij 3 Gelij 3 Tablicya izotopiv Zagalni vidomosti Nazva simvol He 3 3He Nejtroniv 1 Protoniv 2 Vlastivosti izotopu Atomna masa 3 0160293 a o m Spin 1 2 Gelij 3 3He legkij stabilnij izotop geliyu yakij skladayetsya z dvoh protoniv i odnogo nejtrona na vidminu vid najposhirenishogo izotopu geliyu 4 yakij skladayetsya z dvoh protoniv i dvoh nejtroniv Okrim protiyu tobto zvichajnogo vodnyu gelij 3 ye yedinim stabilnim izotopom bud yakogo elementa u skladi yakogo protoniv bilshe nizh nejtroniv Gelij 3 buv vidkritij amerikanskimi fizikami Luyisom Volterom Alvaresom ta en u 1939 roci Gelij 3 ridkisna rechovina Vin dobuvayetsya v duzhe nevelikih kilkostyah poryadku kilkoh desyatkiv gramiv na rik Gelij 3 zustrichayetsya yak pervinnij nuklid yakij protyagom miljoniv rokiv vidilyavsya iz zemnoyi kori v atmosferu ta kosmichnij prostir Gelij 3 takozh vvazhayetsya prirodnim nukleogennim i kosmogennim nuklidom yakij utvoryuyetsya pid chas bombarduvannya litiyu prirodnimi nejtronami sho vivilnyayutsya v procesi spontannogo podilu ta yadernih reakcij iz kosmichnimi promenyami Deyaka kilkist geliyu 3 yaka perebuvaye v zemnij atmosferi ye artefaktom atmosfernih i pidvodnih yadernih viprobuvan Isnuye bagato spekulyacij shodo mozhlivosti vikoristannya geliyu 3 yak majbutnogo en Na vidminu vid bilshosti reakcij yadernogo sintezu sintez atomiv geliyu 3 ye en pid chas nogo vivilnyayetsya velika kilkist energiyi i vodnochas ne vidbuvayetsya radioaktivnogo zabrudnennya navkolishnogo seredovisha Z inshogo boku temperaturi dosyagnennya yakih neobhidne dlya pidtrimuvannya reakciyi sintezu geliyu 3 nabagato vishi nizh potribni dlya tradicijnih reakcij termoyadernogo sintezu cherez sho cej proces zdaten sprichiniti inshi reakciyi yaki svoyeyu chergoyu sami po sobi zdatni prizvesti do radioaktivnogo zabrudnennya navkolishnogo seredovisha Vvazhayetsya sho kilkist geliyu 3 na Misyaci bilsha nizh na Zemli oskilki vin uprodovzh milyardiv rokiv utvoryuvavsya u verhnomu shari regolitu pid diyeyu sonyachnogo vitru hocha jogo kilkist u skladi gazovih gigantiv Sonyachnoyi sistemi she bilsha IstoriyaIsnuvannya geliyu 3 vpershe pripustiv u 1934 roci avstralijskij fizik yadershik Mark Olifant yakij todi pracyuvav u Kavendiskij laboratoriyi Kembridzhskogo universitetu Olifant provodiv eksperimenti u yakih shvidki dejtroni zishtovhuvalisya z dejtronnimi mishenyami do rechi ce bula persha demonstraciya yadernogo sintezu Viokremlennya geliyu 3 vpershe zdijsnili Luyis Alvares i en u 1939 roci Todi vvazhalosya sho gelij 3 ce radioaktivnij izotop ale zgodom jogo znajshli v zrazkah prirodnogo geliyu yakij zdebilshogo ye geliyem 4 vzyatim z atmosferi Zemli abo z gazovih sverdlovin Fizichni vlastivostiCherez svoyu nizku atomnu masu 3 016 a o m gelij 3 maye deyaki fizichni vlastivosti vidminni vid vlastivostej geliyu 4 4 0026 a o m Cherez slabku indukovanu dipol dipolnu vzayemodiyu mizh atomami geliyu yihni mikroskopichni fizichni vlastivosti viznachayutsya perevazhno yihnoyu nulovoyu energiyeyu Krim togo cherez svoyi mikroskopichni vlastivosti gelij 3 maye vishu nulovu energiyu nizh gelij 4 Ce oznachaye sho gelij 3 zdaten dolati dipol dipolnu vzayemodiyu z menshoyu teplovoyu energiyeyu nizh gelij 4 Kvantovo mehanichni efekti u geliyi 3 ta geliyi 4 suttyevo vidriznyayutsya zagalnij spin geliyu 4 yakij skladayetsya z dvoh protoniv dvoh nejtroniv i dvoh elektroniv dorivnyuye nulyu a otzhe vin ye bozonom todi yak zagalnij spin geliyu 3 u yakomu na odin nejtron menshe udvichi menshij a otzhe vin ye fermionom Chistij gelij 3 u viglyadi gazu kipit pri temperaturi 3 19 K a gelij 4 pri 4 23 K Kritichna tochka geliyu 3 takozh nizhcha 3 35 K todi yak u geliyu 4 5 19 K Gustina geliyu 3 vdvichi mensha za gustinu geliyu 4 pri temperaturi kipinnya 59 g l porivnyano zi 124 73 g l geliyu 4 za tisku v odnu atmosferu Jogo pitoma teplota paroutvorennya tezh znachno nizhcha 0 026 kDzh mol porivnyano z 0 0829 kDzh mol dlya geliyu 4 Gazopodibnij gelij 3 za normalnih umov maye gustinu 0 1346 g l gelij 4 0 1785 g l Vidpovidno ob yem odnogo grama geliyu 3 za normalnih umov dorivnyuye 7 43 l u geliyu 4 5 596 l Ridkij gelij 3Dokladnishe Nadplinnist Ridkij gelij 3 en yaka istotno vidriznyayetsya za vlastivostyami vid ridkogo geliyu 4 Ridkij gelij 3 vdalosya otrimati lishe v 1948 roci U 1972 roci v ridkomu geliyi 3 bulo viyavleno fazovij perehid u nadplinnij stan za temperatur nizhchih za 2 6 mK i za tisku 34 atm ranishe vvazhalosya sho nadplinnist yak i nadprovidnist yavisha harakterni dlya kondensatu Boze Ejnshtejna tobto kooperativni yavisha v seredovishi z cilochiselnim spinom ob yektiv Za vidkrittya nadplinnosti geliyu 3 Duglasu Osherovu Robertu Richardsonu i Devidu Li bulo prisudzheno Nobelivsku premiyu z fiziki 1996 roku U 2003 roci Nobelivskoyu premiyeyu z fiziki vidznacheni Oleksij Abrikosov Vitalij Ginzburg i Entoni Legett zokrema j za stvorennya teoriyi nadplinnosti ridkogo geliyu 3 Rozpovsyudzhenist u prirodiNa Zemli Izotop 3He ye odniyeyu z pervinnih rechovin u mantiyi Zemli yaka yak vvazhayetsya potrapila v Zemlyu she na etapi yiyi formuvannya Spivvidnoshennya izotopiv 3He i 4He v zemnij kori ta mantiyi menshe nizh v otrimanih zrazkah meteoritiv i misyachnomu grunti oskilki 4He na vidminu vid 3He postijno utvoryuyetsya v rezultati radioaktivnogo rozpadu Kosmologichne spivvidnoshennya 3He do 4He stanovit 300 atomiv na miljon ppm Ce daye zmogu pripustiti sho v chasi koli formuvalasya Zemlya pochatkove spivvidnoshennya cih pervinnih gaziv u mantiyi stanovilo blizko 200 300 ppm Uprodovzh usiyeyi istoriyi Zemli vnaslidok alfa rozpadu atomiv uranu toriyu ta inshih radioaktivnih izotopiv utvorilasya znachna kilkist 4He lishe blizko 7 geliyu yakij zaraz perebuvaye v zemnij mantiyi ye pervinnim U takij sposib zagalne spivvidnoshennya 3He 4He znizilosya priblizno do 20 ppm Yaksho spivvidnoshennya 3He 4He perevishuye atmosferne ce vkazuye te sho sposterigayetsya vnesok 3He z mantiyi U dzherelah roztashovanih u zemnij kori perevazhaye 4He yakij utvoryuyetsya shlyahom radioaktivnogo rozpadu Spivvidnoshennya 3He 4He u prirodnih zemnih dzherelah silno variyuyetsya Zrazki litiyevoyi rudi spodumenu z shahti Edison u Pivdennij Dakoti mistili 12 ppm 3He 4He zrazki z inshih shaht pokazali 2 ppm U koncentraciyah do 7 gelij prisutnij u deyakih dzherelah prirodnogo gazu a u velikih dzherelah u koncentraciyah ponad 0 5 za koncentraciyi ponad 0 2 jogo vidobutok staye praktichno zdijsnennim Chastka 3He u geliyi vidilenomu z prirodnogo gazu v SShA kolivayetsya vid 70 do 242 chastin na milyard Takim chinom amerikanskij zapas 2002 roku v 1 milyard standartnih kubichnih metriv mistiv bi vid 12 do 43 kilogramiv geliyu 3 Za danimi amerikanskogo fizika en z potoku prirodnogo gazu v SShA mozhna shorichno vidilyati blizko 26 m3 abo majzhe 5 kg geliyu 3 Yaksho v procesi vidilennya geliyu 3 vikoristovuvati yak sirovinu skraplenij gelij u takomu viglyadi jogo zazvichaj transportuyut i zberigayut u velikih obsyagah ocinki dodatkovih energetichnih vitrat kolivatimutsya vid 34 do 300 dolariv za litr ne vrahovuyuchi vartosti infrastrukturi j obladnannya Vvazhayetsya sho richnij vidobutok gazu v Alzhiri stanovit 100 mln standartnih kubichnih metriv sho mistit vid 7 do 24 m3 geliyu 3 vid 1 do 4 kg yaksho pripustiti sho jogo koncentraciya v gazi analogichna Gelij 3 prisutnij takozh v atmosferi Zemli Prirodnij vmist izotopu 3He u prirodnomu geliyi stanovit 1 38 10 6 1 38 ppm Parcialnij tisk geliyu v atmosferi Zemli stanovit blizko 0 52 Pa i takim chinom na gelij pripadaye 5 2 chastini na miljon vid zagalnogo tisku 101 325 kPa v atmosferi Zemli a 3He stanovit 7 2 chastini na triljon ppt Oskilki atmosfera Zemli maye masu blizko 5 14 1018 kg masa 3He v atmosferi Zemli maye dorivnyuvati dobutku cih chisel tobto blizko 37 000 tonn Naspravdi efektivna cifra v 10 raziv mensha oskilki navedeni vishe chastki ce ppmv ob yemna chastka a ne ppmw masova chastka Dlya otrimannya faktichnoyi velichini cyu masu treba pomnozhiti na 3 molekulyarna masa geliyu 3 i podiliti na 29 serednya molekulyarna masa atmosferi u rezultati chogo otrimayemo 3828 tonn geliyu 3 v atmosferi Zemli Gelij 3 utvoryuyetsya na Zemli z troh dzherel skolyuvannya litiyu kosmichni promeni beta rozpad tritiyu 3H abo T Vnesok kosmichnogo viprominyuvannya ye neznachnim u vsih materialah okrim najdavnishih regolitiv a vnesok reakcij skolyuvannya litiyu ye menshim nizh vnesok utvorennya 4He za rahunok vikidiv alfa chastinok Zagalna kilkist geliyu 3 v mantiyi mozhe stanoviti 0 1 1 0 megatonni Odnak bilsha chastina mantiyi nedostupna bezposeredno Deyaka kilkist geliyu 3 prosochuyetsya vgoru cherez vulkanichni garyachi tochki yak ot vulkani Gavajskih ostroviv ale v atmosferu vikidayetsya lishe 300 gramiv geliyu 3 na rik Seredinno okeanichni hrebti vikidayut she 3 kilogrami na rik 8 2 g dobu Navkolo zon subdukciyi rizni dzherela viroblyayut gelij 3 u pokladah prirodnogo gazu yaki mozhlivo mistyat tisyachu tonn geliyu 3 hocha cya kilkist mozhe dosyagati j 25 tisyach tonn yaksho taki pokladi ye v usih davnih zonah subdukciyi Vittenberg pidrahuvav sho dzherela prirodnogo gazu v zemnij kori Spoluchenih Shtativ mozhut mistiti lishe piv tonni Lejton Vittenberg Leyton J Wittenberg procituvav ocinku en zgidno z yakoyu she 1200 tonn geliyu 3 mistyatsya v chastinkah mizhplanetnogo pilu yaki potrapivshi v atmosferu Zemli zgodom opustilisya na dno okeanu U doslidzhenni 1994 roku vidobutok geliyu 3 z cih dzherel potrebuye bilshe energiyi nizh vidilyayetsya pri yadernomu sintezi Na poverhni Misyacya Za odniyeyu z ocinok uprodovzh milyardiv rokiv isnuvannya Misyacya pid diyeyu sonyachnogo vitru na jogo poverhnyu osilo ponad 1 miljon tonn geliyu 3 Rechovina na poverhni Misyacya mistit gelij 3 v koncentraciyah yaki za ocinkami stanovlyat ocinyuyutsya vid 1 4 do 15 chastin na milyard ppb na osvitlenih soncem dilyankah i mozhe mistiti gelij 3 v koncentraciyah do 50 chastin na milyard u postijno zatinenih regionah Dlya porivnyannya gelij 3 v atmosferi Zemli koncentraciya geliyu 3 stanovit 7 2 chastini na triljon ppt Pochinayuchi z 1986 roku z yavlyayutsya chislenni propoziciyi rozroblyati misyachnij regolit i vikoristovuvati gelij 3 yakij mistitsya v nomu dlya yadernogo sintezu Hocha stanom na 2020 rik diyuchi eksperimentalni reaktori yadernogo sintezu isnuyut vzhe desyatki rokiv zhoden iz nih she ne viroblyav elektroenergiyu na komercijnij osnovi Oskilki koncentraciya geliyu 3 vkraj nizka bud yakomu girnichodobuvnomu obladnannyu dovedetsya pereroblyati nadzvichajno veliki obsyagi regolitu Za odniyeyu z ocinok dlya otrimannya 1 grama geliyu 3 neobhidno pererobiti ponad 150 tonn regolitu Kitaj rozpochav vlasnu programu doslidzhennya Misyacya i doslidzhuye perspektivu vidobutku korisnih kopalin na Misyaci zokrema shukaye izotop geliyu 3 dlya vikoristannya yak dzherela energiyi na Zemli Ne vsi pogodzhuyutsya sho pozazemnij vidobutok geliyu 3 mozhlivij i navit yakbi bulo mozhlivo vidobuti gelij 3 na Misyaci zhodna isnuyucha na cej moment konstrukciya inshi movi ne daye zmogi virobiti bilshe energiyi nizh vitrachayetsya na pidtrimannya jogo roboti tobto domogtisya shob koeficiyent vidtvorennya termoyadernoyi energiyi perevishiv odinicyu Utim 13 grudnya 2022 roku Ministerstvo energetiki SShA ogolosilo sho ponedilok 5 grudnya 2022 roku stav istorichnim dnem u nauci zavdyaki nejmovirnim pracivnikam Livermorskoyi laboratoriyi ta Nacionalnogo kompleksu lazernih termoyadernih reakcij NIF i sho NIF proviv pershij v istoriyi eksperiment z kerovanogo termoyadernogo sintezu z metoyu dosyagti ciyeyi vihi takozh vidomoyi yak naukova energetichna bezzbitkovist scientific energy breakeven Ce oznachaye sho vin virobiv bilshe energiyi vid termoyadernogo sintezu nizh lazerna energiya yaka vikoristovuvalasya dlya jogo privedennya v diyu Nedolikom zalishayetsya takozh te sho gelij 3 ye obmezhenim misyachnim resursom yakij mozhe vicherpatisya v procesi vidobutku 13 bereznya 2024 roku en zasnovnik privatnoyi kompaniyi Interlune zayaviv sho kompaniya zaluchila 18 mln dol i rozroblyaye tehnologiyu zbirannya j dostavki materialiv zokrema gelyyu 3 z Misyacya na Zemlyu Ba bilshe Interlune vzhe znajshla kliyenta gotovogo kupuvati misyachni resursi u velikih kilkostyah U 2026 roci kompaniya planuye vidpraviti na komercijnij raketi poshukovu misiyu na Misyac na dilyanku yaka yak vvazhayut mistit velichezni zapasi geliyu 3 Spusknij zond maye vimiryati za dopomogoyu spektrometra kilkist geliyu 3 v misyachnomu grunti j ociniti jogo koncentraciyu U pervinnij sonyachnij tumannosti Odna z pershih ocinok spivvidnoshennya izotopiv 3He do 4He u pervinnij sonyachnij tumannosti bula zroblena shlyahom vimiryuvannya yih spivvidnoshennya v atmosferi Yupitera za dopomogoyu mas spektrometra atmosfernogo zonda Galileo Ce spivvidnoshennya stanovit priblizno 1 10 000 tobto 100 chastin 3He na miljon chastin 4He Podibne spivvidnoshennya izotopiv sposterigayetsya j u misyachnomu regoliti yakij mistit 28 chastin na miljon geliyu 4 i 2 8 chastini na milyard geliyu 3 ce nizhnya mezha faktichnih vimiryuvan zrazkiv yaki variyuyutsya vid 1 4 do 15 chastin na milyard Odnak spivvidnoshennya izotopiv na Zemli v 100 raziv menshe zdebilshogo cherez zbagachennya zapasiv geliyu 4 v mantiyi za milyardi rokiv alfa rozpadu uranu toriyu a takozh dochirnih produktiv yih rozpadu i en Virobnictvo geliyu 3Rozpad tritiyu Div takozh Tritij Praktichno ves gelij 3 sho vikoristovuyetsya sogodni v promislovosti viroblyayetsya shlyahom radioaktivnogo rozpadu tritiyu nezvazhayuchi na jogo duzhe nizku poshirenist u prirodi i duzhe visoku vartist U SShA virobnictvom prodazhem i rozpodilom geliyu 3 keruye Izotopna programa Ministerstva energetiki SShA DOE Isotope Program Tritij maye kilka riznih eksperimentalno viznachenih znachen periodu napivrozpadu Nacionalnij institut standartiv i tehnologiyi NIST nazivaye velichinu 4500 8 dib 12 32 0 02 roku Tritij rozpadayetsya peretvoryuyuchis na gelij 3 shlyahom beta rozpadu H 1 3 He 2 3 e n e displaystyle ce 3 1 H to 2 3 He e bar nu e Pid chas takogo rozpadu vidilyayetsya 18 6 keV Iz zagalnoyi vivilnenoyi energiyi chastina sho pripadaye na kinetichnu energiyu elektrona variyuyetsya u serednomu stanovlyachi 5 7 keV reshtu energiyi unosit elektronne antinejtrino yake majzhe ne detektuyetsya U povitri beta chastinki tritiyu zdatni proletiti lishe priblizno 6 0 mm projti kriz mertvij zovnishnij shar lyudskoyi shkiri voni nespromozhni Zavdyaki neochikuvano nizkij energiyi yaka vidilyayetsya pid chas beta rozpadu tritiyu cej tip rozpadu a takozh rozpad reniyu 187 pridatnij dlya laboratornih vimiryuvan absolyutnoyi masi nejtrino najnovishij eksperiment en Nizka energiya viprominyuvannya tritiyu uskladnyuye viyavlennya michenih tritiyem spoluk okrim yak za dopomogoyu en Tritij ye radioaktivnim izotopom vodnyu i zazvichaj utvoryuyetsya shlyahom bombarduvannya litiyu 6 nejtronami v yadernomu reaktori Yadro litiyu poglinaye nejtron i rozsheplyuyetsya na gelij 4 i tritij Oskilki tritij rozpadayetsya na gelij 3 z periodom napivrozpadu 12 3 roku gelij 3 mozhna viroblyati prosto zberigayuchi tritij poki vin ne zaznaye radioaktivnogo rozpadu Oskilki tritij na vidminu vid geliyu 3 utvoryuye stabilnu spoluku z kisnem tritiyevu vodu proces zberigannya i zboru mig bi bezperervno zbirati rechovinu yaka vidilyayetsya zi zberezhuvanogo materialu Tritij ye kritichno vazhlivim komponentom yadernoyi zbroyi i istorichno jogo viroblyali j nakopichuvali nasampered zadlya neyi Rozpad tritiyu na gelij 3 zmenshuye vibuhovu potuzhnist termoyadernoyi boyegolovki tomu periodichno gelij 3 sho nakopichivsya neobhidno vidalyati Gelij 3 viluchenij pid chas cogo procesu prodayut dlya zastosuvannya v inshih sferah Protyagom desyatilit cej proces otrimannya geliyu 3 shlyahom radioaktivnogo rozpadu tritiyu buv i zalishayetsya sogodni osnovnim dzherelom jogo otrimannya Odnak pislya pidpisannya Dogovoru SNO 1 u 1991 roci kilkist yadernih boyegolovok sho perebuvayut u stani gotovnosti do vikoristannya zmenshilasya i cherez ce zmenshilasya kilkist geliyu 3 otrimuvanogo cim shlyahom Zapasi geliyu 3 dodatkovo zmenshilisya cherez zbilshennya popitu na nogo nasampered cherez vikoristannya v detektorah nejtronnogo viprominyuvannya i medichnih diagnostichnih procedurah Promislovij popit na gelij 3 u SShA dosyag piku v 70 000 l pribl 8 kg na rik u 2008 roci Cina geliyu 3 na aukcionah yaka istorichno stanovila blizko 100 dolariv za litr pidskochila azh do 2000 dolariv za litr Vidtodi cherez visoku vartist a takozh zusillya Ministerstva energetiki SShA z jogo utilizaciyi ta poshuku zaminnikiv popit na gelij 3 znizivsya do priblizno 6000 litriv na rik Yaksho vihoditi z togo sho gustina geliyu 3 stanovit 114 g m3 to pri cini 100 dol l vin bude u ponad 30 raziv deshevshim za tritij priblizno 880 dol g proti priblizno 30 000 dol g a pri cini 2000 dol l gelij 3 priblizno vdvichi deshevshim za tritij 17 540 dol g proti 30 000 dol g Ministerstvo energetiki SShA usvidomlyuvalo sho brakuye yak tritiyu tak i geliyu 3 i tomu u 2010 roci vono pochalo viroblyati tritij na atomnij elektrostanciyi Votts Bar yaka nalezhit Tennessi Velli Autoriti shlyahom oprominennya litiyu Zadlya zdijsnennya cogo procesu zamist zvichajnih kerivnih bornih strizhniv u reaktor vstavlyayut tritiyevi strizhni poglinachi sho viroblyayut tritij TPBAR yaki mistyat litij u keramichnij formi U nash chas dlya virobnictva tritiyu vikoristovuyutsya lishe dva komercijni yaderni reaktori 1 j i 2 j bloki atomnoyi elektrostanciyi Votts Bar ale v razi potrebi cej proces mozhna bulo b znachno rozshiriti shob zadovolniti bud yakij teoretichnij popit prosto zaluchivshi bilshe energetichnih reaktoriv krayini Znachni kilkosti tritiyu i geliyu 3 mozhna takozh vidobuvati z vazhkovodnogo spovilnyuvacha v yadernih reaktorah tipu CANDU Vidomo sho Indiya i Kanada dvi krayini z najbilshim parkom vazhkovodnih reaktoriv vidobuvayut tritij iz vazhkoyi vodi yak spovilnyuvacha oholodzhuvacha ale cih kilkostej nedostatno shob zadovolniti globalnij popit na tritij i gelij 3 Oskilki tritij takozh ye pobichnim produktom roboti legkovodnih reaktoriv detalnishe pro ce div stattyu pro tritij she odnim dzherelom geliyu 3 mozhe buti jogo vidobutok iz cogo dzherela Odnak yaksho vihoditi z danih pro richni vikidi tritiyu za danimi 2018 roku na en to navit yakbi vdalosya dosyagti 100 go viluchennya yihni obsyagi 31 2 grama v Gaazi ne buli b dostatnimi dlya zadovolennya popitu Shorichni vikidi tritiyu z yadernih ustanovok e Misceroztashuvannya Yadernij ob yekt Najblizhche dzherelo vodi Ridina TBk Para TBk Zagalom Tbk Zagalom mg Rik Velika Britaniya en B Irlandske more 396 2 1 398 1 115 2019 Velika Britaniya Pererobnij zavod u Sellafildi Irlandske more 423 56 479 1 342 2019 Rumuniya AES Chornavoda blok 1 Chorne more 140 152 292 872 2018 Franciya en La Mansh 11 400 60 11 460 32 100 2018 Pivdenna Koreya AES Volsong Yaponske more 107 80 9 188 671 2020 Tajvan AES Maanshan Lusonska protoka 35 9 4 44 123 2015 Kitaj AES Fucin Tajvanska protoka 52 0 8 52 146 2020 Kitaj en Shidnokitajske more 20 0 4 20 56 2020 Kanada AES Bryus A B Veliki ozera 756 994 1 750 4 901 2018 Kanada en Veliki ozera 220 210 430 1 204 2018 Kanada en bloki 1 4 Veliki ozera 140 300 440 1 232 2015 SShA AES Diablo Kanjon bloki 1 2 Tihij okean 82 2 7 84 235 2019ZastosuvannyaSpinove vidlunnya za dopomogoyu geliyu 3 Gelij 3 mozhna vikoristovuvati dlya provedennya eksperimentiv z doslidzhennya dinamiki en HeSE Taki eksperimenti provodyatsya napriklad u Grupi fiziki poverhni Surface Physics Group Kavendiskoyi laboratoriyi v Kembridzhi ta na himichnomu fakulteti en Detektuvannya nejtroniv Gelij 3 ye vazhlivim izotopom u priladah dlya detektuvannya nejtroniv Vin maye visokij en puchkiv teplovih nejtroniv i vikoristovuyetsya yak konverternij gaz u detektorah nejtroniv U rezultati yadernoyi reakciyi iz geliyem 3 n 3He 3H 1H 0 764 MeV nejtron peretvoryuyetsya na zaryadzheni chastinki ioni tritiyu 3H abo T ta vodnyu tobto protoni 1H abo p yaki potim reyestruyutsya shlyahom stvorennya zaryadzhenoyi hmari v galmivnomu gazi proporcijnogo lichilnika abo en Krim togo perebig procesu poglinannya silno zalezhit vid spinu yakij daye en ob yemu geliyu 3 zmogu propuskati nejtroni z odnim spinovim komponentom i poglinati z inshim Cej efekt vikoristovuyetsya v nejtronno polyarizacijnomu analizi metodi yakij doslidzhuye magnitni vlastivosti rechovini Ministerstvo nacionalnoyi bezpeki SShA planuvalo vstanovlyuvati detektori dlya viyavlennya kontrabandnogo plutoniyu v morskih kontejnerah za nejtronnim viprominyuvannyam ale ci plani dovelosya skoriguvati cherez svitovij deficit geliyu 3 yakij utvorivsya pislya skorochennya virobnictva yadernoyi zbroyi z chasiv Holodnoyi vijni Stanom na 2012 rik Ministerstvo nacionalnoyi bezpeki viznachilo sho komercijni postavki boru 10 dopomozhut perevesti infrastrukturu nejtronnogo viyavlennya na cyu tehnologiyu Kriogenna tehnika U en gelij 3 vikoristovuyetsya dlya dosyagnennya temperaturi vid 0 2 0 3 kelvina U refrizheratorah rozchinennya dlya dosyagnennya kriogennih temperatur u kilka tisyachnih kelvina vikoristovuyetsya sumish geliyu 3 i geliyu 4 Medichna vizualizaciya Yadra geliyu 3 mayut vlasnij yadernij spin 1 2 i vidnosno visoke magnitografichne spivvidnoshennya Gelij 3 mozhna en za dopomogoyu nerivnovazhnih zasobiv yak ot spin obminne optichne nakachuvannya Pid chas cogo procesu en infrachervone lazerne svitlo nalashtovane na vidpovidnu dovzhinu hvili zbudzhuye elektroni v luzhnomu metali yak ot cezij abo rubidij useredini germetichnoyi sklyanoyi posudini Kutovij moment peredayetsya vid elektroniv luzhnogo metalu do yader inertnih gaziv cherez zitknennya U takij sposib cej proces efektivno virivnyuye yaderni spini z magnitnim polem posilyuyuchi signal YaMR Giperpolyarizovanij gaz mozhna zberigati pid tiskom 10 atmosfer do 100 godin Pislya vdihannya gazovi sumishi yaki mistyat giperpolyarizovanij gaz gelij 3 mozhna vizualizuvati za dopomogoyu MRT skanera j otrimati anatomichni zobrazhennya legenevoyi ventilyaciyi Cej metod daye takozh zmogu otrimuvati zobrazhennya dihalnih shlyahiv viyavlyati miscya u yakih ventilyaciya nedostatnya abo vidsutnya vimiryuvati en i en Cej metod mozhe mati virishalne znachennya dlya diagnostiki j likuvannya hronichnih respiratornih zahvoryuvan yak ot hronichne obstruktivne zahvoryuvannya legen HOZL emfizema legen mukoviscidoz ta astma Poglinach radioviprominyuvannya dlya eksperimentiv iz plazmoyu na tokamakah Na tokamakah en Massachusetskogo tehnologichnogo institutu MIT i Joint European Torus JET provodilisya eksperimenti z dodavannya nevelikoyi kilkosti geliyu 3 do vodnevo dejteriyevoyi plazmi z metoyu zbilshiti poglinannya radiochastotnoyi energiyi zavdyaki chomu nagrivatimutsya ioni vodnyu j dejteriyu triionnogo efektu Yaderne palivo Dokladnishe Termoyadernij raketnij dvigun Gelij 3 mozhna otrimati u procesi nizkotemperaturnogo sintezu 2H 1p 3He g 4 98 MeV Porivnyannya kilkosti viprominyuvanih nejtroniv u riznih reakciyah Reagenti Produkti Energiya n MeV Termoyaderne palivo 1 go pokolinnya 2D 2D 3He 1 0 n 3 268 MeV 0 306 2D 2D 3T 1 1 p 4 032 MeV 0 2D 3T 4He 1 0 n 17 571 MeV 0 057 Termoyaderne palivo 2 go pokolinnya 2D 3He 4He 1 1 p 18 354 MeV 0 Termoyaderne palivo 3 go pokolinnya 3He 3He 4He 2 1 1 p 12 86 MeV 0 1 1 p 3 4He 8 68 MeV 0 Chistij rezultat gorinnya 2D suma pershih 4 ryadkiv 6 2D 2 4He n p 43 225 MeV 0 046 Suchasne yaderne palivo 235U n 2 FP 2 5n 200 MeV 0 0075 Yaksho temperatura sintezu nizhcha za temperaturu zlittya yader geliyu u rezultati reakciyi utvoryuyetsya visokoenergetichna alfa chastinka yaka shvidko priyednuye elektron utvoryuyuchi stabilnij legkij ion geliyu yakij mozhna vikoristati bezposeredno yak dzherelo elektroenergiyi ne produkuyuchi nebezpechni nejtroni Gelij 3 mozhna vikoristovuvati v reakciyah sintezu za odniyeyu z reakcij 2H 3He 4He 1p 18 3 MeV abo 3He 3He 4He 2 1p 12 86 MeV U procesi tradicijnogo termoyadernogo sintezu dejteriyu i tritiyu D T utvoryuyutsya energijni nejtroni yaki zabrudnyuyut komponenti reaktora radioaktivnimi en Sintez geliyu 3 privablivij tim sho v rezultati ciyeyi reakciyi en a otzhe ne vidbuvayetsya j radioaktivnogo zabrudnennya Gelij 3 sam po sobi ne ye radioaktivnim Yedinij visokoenergetichnij pobichnij produkt proton na vidminu vid nejtrona ye zaryadzhenoyu chastinkoyu a otzhe jogo mozhna utrimuvati za dopomogoyu elektrichnih i magnitnih poliv Energiya impulsu cogo protona stvorenogo v procesi sintezu vzayemodiyatime z elektromagnitnim polem yake jogo utrimuye sho daye zmogu bezposeredno viroblyati chistu elektroenergiyu Cherez vishij kulonivskij bar yer temperatura neobhidna dlya sintezu 2H 3He nabagato visha nizh dlya zvichajnogo D T sintezu Ba bilshe oskilki dlya sintezu obidva reagenti povinni buti zmishani vidbuvatimutsya reakciyi ne lishe D T a j mizh yadrami togo samogo reagentu D D ta T T a reakciya D D 2H 2H suprovodzhuyetsya utvorennyam nejtrona Shvidkist reakciyi zalezhit vid temperaturi ale shvidkist reakciyi D 3He nikoli ne perevishuye shvidkist reakciyi D D bilshe nizh v 3 56 raza div grafik pravoruch Tomu termoyadernij sintez iz vikoristannyam paliva D 3He pri pravilnij temperaturi ta zbidnenij palivnij sumishi mozhe viroblyati nabagato menshij potik nejtroniv nizh D T sintez ale cherez utvorennya nejtrona vin ne ye chistim sho zvodit nanivec jogo privablivist prinajmni chastkovo Druga mozhlivist zlittya 3He iz samim soboyu 3He 3He vimagaye she vishih temperatur adzhe v comu razi obidva reagenti mayut zaryad 2 a otzhe yiyi realizaciya ye she skladnishoyu nizh reakciya D 3He Odnak u cij reakciyi ne utvoryuyutsya nejtroni a protoni oskilki voni ye zaryadzhenimi chastinkami mozhna utrimuvati za dopomogoyu elektrichnih i magnitnih poliv Otzhe cya reakciya umozhlivlyuye pryame generuvannya elektroenergiyi Termoyadernij sintez 3He 3He mozhlivij ce vzhe prodemonstrovano v laboratornih umovah i maye velichezni perevagi ale jogo pributkove komercijne zastosuvannya bude dosyagnuto cherez bagato rokiv Obsyagi geliyu 3 neobhidni dlya zamini tradicijnih vidiv paliva ye znachnimi porivnyano z nayavnimi na sogodni Zagalna kilkist energiyi yaka viroblyayetsya v reakciyi 2D 3He stanovit 18 4 megaelektronvolt sho vidpovidaye priblizno 493 megavat godinam 4 93 108 Vt god na tri grami odin mol 3He Yakbi vsyu cyu energiyu mozhna bulo peretvoriti na elektrichnu zi 100 voyu efektivnistyu sho fizichno nemozhlivo ce vidpovidalo b priblizno 30 hvilinam roboti gigavatnoyi elektrostanciyi na odin mol 3He Takim chinom dlya richnogo virobnictva za vitrati 6 gramiv na kozhnu godinu roboti znadobilosya b 52 5 kilograma geliyu 3 Shvidkist reakciyi termoyadernogo sintezu shvidko zrostaye z temperaturoyu poki ne dosyagne maksimumu a potim postupovo spadaye Vona dosyagaye pika pri nizhchij temperaturi blizko 70 keV abo 800 mln K i pri vishomu znachenni nizh v inshih reakciyah yaki zazvichaj rozglyadayutsya dlya viznachennya energiyi termoyadernogo sintezu Kilkist paliva neobhidnogo dlya velikomasshtabnih zastosuvan mozhna takozh viraziti cherez zagalne spozhivannya spozhivannya elektroenergiyi 107 miljonami amerikanskih domogospodarstv za danimi Upravlinnya energetichnoyi informaciyi SShA u 2001 roci stanovilo 1140 mlrd kVt god 1 14 1015 Vt god Yaksho pripustiti efektivnist peretvorennya ye 100 voyu to dlya cogo segmenta energetichnogo popitu SShA znadobitsya 6 7 tonni geliyu 3 na rik abo za bilsh realistichnoyi efektivnosti peretvorennya z urahuvannya vtrat pid chas peredavannya vid virobnikiv do kincevih spozhivachiv 15 20 tonn na rik Pidhid drugogo pokolinnya do kerovanogo termoyadernogo sintezu peredbachaye poyednannya geliyu 3 i dejteriyu 2D U rezultati ciyeyi reakciyi utvoryuyetsya alfa chastinka i visokoenergetichnij proton Najvazhlivisha potencijna perevaga ciyeyi reakciyi termoyadernogo sintezu dlya virobnictva energiyi a takozh inshih zastosuvan polyagaye v yiyi sumisnosti z vikoristannyam elektrostatichnih poliv dlya keruvannya ionami paliva i protonami sintezu Zavdyaki vikoristannyu tverdotilnih peretvoryuvalnih materialiv ta inshih tehnologij z yavlyayetsya mozhlivist peretvoryuvati kinetichnu energiyu visokoshvidkisnih protoniv pozitivno zaryadzhenih chastinok bezposeredno v elektrichnij strum Potencijna efektivnist peretvorennya mozhe dosyagati 70 oskilki znikaye potreba spershu peretvoryuvati energiyu protoniv na teplo a potim teplo na elektrichnij strum za dopomogoyu elektrichnogo generatora Elektrostanciyi yaki pracyuyut na geliyi 3 Pro mozhlivosti elektrostancij na geliyi 3 bulo bagato zayav Na dumku yih prihilnikiv termoyaderni elektrostanciyi yaki pracyuyut na dejteriyi i geliyi 3 potrebuvatimut nizhchih kapitalnih ta ekspluatacijnih vitrat nizh yihni konkurenti zavdyaki menshij tehnichnij skladnosti vishij efektivnosti peretvorennya menshim rozmiram vidsutnosti radioaktivnogo paliva vidsutnosti zabrudnennya povitrya i vodi a takozh nizkim vimogam do zahovannya radioaktivnih vidhodiv Za ostannimi ocinkami dlya rozrobki j budivnictva pershoyi elektrostanciyi na osnovi termoyadernogo sintezu geliyu 3 znadobitsya blizko 6 mlrd dol investicij Finansova bezzbitkovist za sogodnishnih optovih cin na elektroenergiyu 0 05 dolara za kilovat godinu nastane pislya togo yak v ekspluataciyu budut vvedeni p yat 1 gigavatnih elektrostancij yaki zaminyat stari tradicijni elektrostanciyi abo zadovolnyat novij popit Utim realnist ne taka odnoznachna Najbilsh innovacijni programi termoyadernogo sintezu u sviti peredbachayut inercijne utrimannya plazmi napriklad Nacionalnij kompleks lazernih termoyadernih reakcij abo magnitnij termoyadernij sintez napriklad Mizhnarodnij eksperimentalnij termoyadernij reaktor i Wendelstein 7 X Dlya pershogo z cih sposobiv ne rozrobleno chitkoyi dorozhnoyi karti virobnictva elektroenergiyi Shodo drugogo komercijne virobnictvo elektroenergiyi ne ochikuyetsya ranishe 2050 roku V oboh vipadkah jdetsya pro najprostishij tip termoyadernogo sintezu D T Prichinoyu cogo ye duzhe nizkij kulonivskij bar yer dlya ciyeyi reakciyi dlya reakciyi D 3He bar yer nabagato vishij a dlya 3He 3He she vishij Velichezna vartist takih reaktoriv yak ITER i Nacionalnij kompleks lazernih termoyadernih reakcij znachnoyu miroyu pov yazana z yihnimi velicheznimi rozmirami ale dlya masshtabuvannya do vishih temperatur plazmi potribni she bilshi reaktori Protoni z energiyeyu 14 7 MeV alfa chastinki z energiyeyu 3 6 MeV vid sintezu D 3He a takozh visha efektivnist peretvorennya use ce oznachaye sho z kilograma rechovini vidobuvayetsya bilshe elektroenergiyi nizh pri sintezi D T 17 6 MeV ale ne nabagato bilshe She odnim nedolikom ye te sho shvidkist reakciyi sintezu geliyu 3 ne ye osoblivo visokoyu sho vimagaye bilshogo reaktora abo bilshoyi kilkosti reaktoriv dlya virobnictva takoyi zh kilkosti elektroenergiyi Alternativi geliyu 3 Shob obijti problemu velicheznih elektrostancij ekonomichna neefektivnist yakih neochevidna navit dlya sintezu D T ne kazhuchi vzhe pro nabagato skladnishij sintez D 3He zaproponovano nizku inshih tipiv reaktoriv fuzor polivell en DPF i bagato inshih Utim chimalo z cih koncepcij mayut fundamentalni problemi z dosyagnennyam chistogo prirostu energiyi i yak pravilo voni peredbachayut dosyagnennya termoyadernogo sintezu v umovah teplovoyi nerivnovagi sho potencijno mozhe viyavitisya nemozhlivim Yak naslidok realizaciya cih perspektivnih program suprovodzhuyetsya problemami z finansuvannyam nezvazhayuchi na yihni porivnyano nevelikii byudzheti Odnak na vidminu vid velikih i garyachih sistem termoyadernogo sintezu taki sistemi yaksho yih vdastsya realizuvati zdatni masshtabuvatisya do en z vishim bar yerom i tomu yihni prihilniki yak pravilo propaguyut sintez za formuloyu p 11B proton bor 11 yakij ne potrebuye takih ekzotichnih vidiv paliva yak gelij 3 Gelij 3 na inshih kosmichnih tilahMisyac Materiali na poverhni Misyacya roztashovani v osvitlenih Soncem dilyankah mistyat gelij 3 u koncentraciyi vid 1 4 do 15 chastin na milyard u postijno zatinenih regionah koncentraciya mozhe dosyagati 50 chastin na milyard Ryad lyudej zokrema Dzherald Kulchinskij Gerald Kulcinski v 1986 roci zaproponuvali doslidzhuvati Misyac vidobuvati misyachnij regolit i vikoristovuvati gelij 3 yakij u nomu mistitsya dlya termoyadernogo sintezu Cherez nizku koncentraciyu geliyu 3 bud yakomu girnichodobuvnomu obladnannyu dovedetsya pereroblyati nadzvichajno veliku kilkist regolitu ponad 150 tonn regolitu dlya otrimannya odnogo grama geliyu 3 Pershochergovim zavdannyam pershogo misyachnogo zondu Indijskoyi organizaciyi kosmichnih doslidzhen i rozrobok ISRO pid nazvoyu Chandrayan 1 zapushenogo 22 zhovtnya 2008 roku yak povidomlyalosya v deyakih dzherelah bulo kartuvannya poverhni Misyacya z metoyu poshuku mineraliv sho mistyat gelij 3 V oficijnomu pereliku cilej proyektu taka meta ne zgaduyetsya hocha bagato vstanovlenoyi na nomu naukovogo obladnannya maye zastosuvannya pov yazane z geliyem 3 Kosmo i geohimik en z Kitajskoyi akademiyi nauk yakij nini ocholyuye Kitajsku programu doslidzhennya Misyacya uzhe neodnorazovo zayavlyav sho odniyeyu z golovnih cilej programi bude vidobutok geliyu 3 z yakogo shoroku tri poloti kosmichnih shatliv mogli b prinositi dostatno paliva dlya vsogo lyudstva U sichni 2006 roku rosijska kosmichna kompaniya RKK Energiya ogolosila sho vvazhaye misyachnij gelij 3 potencijnim ekonomichnim resursom vidobuvannya yakogo mozhna bude pochati do 2020 roku za nayavnosti finansuvannya Ne vsi zgodni sho vidobutok misyachnogo geliyu 3 mozhlivij i navit sho na nogo bude popit dlya termoyadernogo sintezu Zokrema en u svoyij statti 2015 roku v onlajn zhurnali en harakterizuye vidobutok geliyu 3 na Misyaci z metoyu jogo vikoristannya v termoyadernomu sintezi yak mriyu pro neperevirenu magichnu tehnologiyu stavit pid sumniv docilnist cogo zadumu i vkazuye sho vidobutok geliyu 3 na Zemli mig bi buti efektivnishim Gazovi giganti Isnuyut propoziciyi vidobuvati gelij 3 na gazovih gigantah Napriklad gipotetichnij mizhzoryanij zond Dedal rozroblyuvanij Britanskim mizhplanetnim tovaristvom peredbachaye zapravku geliyem 3 zi specialnih shaht v atmosferi Yupitera DzherelaDobbs E R Helium Three Oxford University press 2000 ISBN 0 19 850640 6 Galimov E M Esli u tebya est energiya ty mozhesh izvlech vsyo 26 grudnya 2014 u Wayback Machine Redkie zemli 2014 2 S 6 12 The Helium 3 Shortage Supply Demand and Options for Congress 24 veresnya 2015 u Wayback Machine FAS December 22 2010 angl PosilannyaHelium 3 4 serpnya 2020 u Wayback Machine Britannica Gelij priznachennya i vlastivosti 27 veresnya 2016 u Wayback Machine Primitkihttps arxiv org abs astro ph 0412380v1 Galaxy v25n01 1966 10 Vselenskaya alhimiya 4 bereznya 2018 u Wayback Machine S Popov A Sergeev Vokrug Sveta 2008 4 S 3 Moon s Helium 3 Could Power EarthBy Julie Wakefield 21 lipnya 2011 u Wayback Machine angl Arhiv originalu za 10 zhovtnya 2020 Procitovano 11 zhovtnya 2020 Arhiv originalu za 16 zhovtnya 2020 Procitovano 11 zhovtnya 2020 Matson John Is MOON s sci fi vision of lunar helium 3 mining based in reality Scientific American Blog Network angl Procitovano 3 bereznya 2024 https cds cern ch record 1055767 files CM PRS00002036 pdf Raupe Joel 16 grudnya 2010 Lunar Pioneer Chang e 1 maps Moon s Helium 3 inventory Lunar Pioneer Procitovano 3 bereznya 2024 https www lpi usra edu meetings lpsc2007 pdf 2175 pdf Cocks Franklin Hadley 1 kvitnya 2010 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces Icarus T 206 2 s 778 779 doi 10 1016 j icarus 2009 12 032 ISSN 0019 1035 Procitovano 3 bereznya 2024 Arhiv originalu za 17 zhovtnya 2020 Procitovano 11 zhovtnya 2020 Transmutation effects observed with heavy hydrogen Proceedings of the Royal Society of London Series A Containing Papers of a Mathematical and Physical Character angl T 144 853 1934 05 s 692 703 doi 10 1098 rspa 1934 0077 ISSN 0950 1207 Procitovano 3 bereznya 2024 Alvarez Luis W Cornog Robert 15 veresnya 1939 Helium and Hydrogen of Mass 3 Physical Review T 56 6 s 613 613 doi 10 1103 PhysRev 56 613 Procitovano 3 bereznya 2024 Internet Archive Luis W 1987 Discovering Alvarez selected works of Luis W Alvarez with commentary by his students and colleagues Chicago University of Chicago Press ISBN 978 0 226 81304 2 web archive org 10 travnya 2017 Arhiv originalu za 10 travnya 2017 Procitovano 3 bereznya 2024 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 bot Storinki z posilannyami na dzherela de status originalnogo URL nevidomij posilannya Teragon s Summary of Cryogen Properties www trgn com Procitovano 5 bereznya 2024 Chase C E Zimmerman George O 1 chervnya 1973 Measurement ofP V T relations and critical indices of3He Journal of Low Temperature Physics angl T 11 5 s 551 579 doi 10 1007 BF00654447 ISSN 1573 7357 Procitovano 5 bereznya 2024 https fti neep wisc edu fti neep wisc edu pdf fdm967 pdf Sano Yuji Wakita Hiroshi Huang Chin Wang 1986 09 Helium flux in a continental land area estimated from 3He 4He ratio in northern Taiwan Nature angl T 323 6083 s 55 57 doi 10 1038 323055a0 ISSN 1476 4687 Procitovano 8 bereznya 2024 Aldrich L T Nier Alfred O Phys Rev 74 1590 1594 1948 The Occurrence of He3 in Natural Sources of Helium Page 1592 Tables I and II WebElements Periodic Table Helium the essentials www webelements com Procitovano 9 bereznya 2024 http www stratosolar com uploads 5 6 7 1 5671050 29 challengestoheliumsupply111003 pdf https sgp fas org crs misc R41419 pdf https stacks cdc gov view cdc 10597 cdc 10597 DS1 pdf Trenberth Kevin E Smith Lesley 15 bereznya 2005 The Mass of the Atmosphere A Constraint on Global Analyses Journal of Climate EN T 18 6 s 864 875 doi 10 1175 JCLI 3299 1 ISSN 0894 8755 Procitovano 10 bereznya 2024 Layton Wittenberg Obituary 2012 Cress Funeral and Cremation Services angl Procitovano 10 bereznya 2024 Anderson Don L 1993 Helium 3 from the Mantle Primordial Signal or Cosmic Dust Science T 261 5118 s 170 176 ISSN 0036 8075 Procitovano 10 bereznya 2024 Wittenberg L J Cameron E N Kulcinski G L Ott S H Santarius J F Sviatoslavsky G I SViatoslavsky I N Thompson H E 1992 07 A Review of 3 He Resources and Acquisition for Use as Fusion Fuel Fusion Technology angl T 21 4 s 2230 2253 doi 10 13182 FST92 A29718 ISSN 0748 1896 Procitovano 11 bereznya 2024 Crawford Ian A 2015 04 Lunar resources A review Progress in Physical Geography Earth and Environment angl T 39 2 s 137 167 doi 10 1177 0309133314567585 ISSN 0309 1333 Procitovano 11 bereznya 2024 web archive org 4 veresnya 2006 Arhiv originalu za 4 veresnya 2006 Procitovano 11 bereznya 2024 Cocks Franklin Hadley 1 kvitnya 2010 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces Icarus T 206 2 s 778 779 doi 10 1016 j icarus 2009 12 032 ISSN 0019 1035 Procitovano 11 bereznya 2024 The Space Review A fascinating hour with Gerald Kulcinski www thespacereview com Procitovano 12 bereznya 2024 https www jpl nasa gov The Lunar Gold Rush How Moon Mining Could Work NASA Jet Propulsion Laboratory JPL amer Procitovano 12 bereznya 2024 Korean fusion reactor achieves record plasma World Nuclear News www world nuclear news org Procitovano 12 bereznya 2024 Fusion reactor Description History Uses amp Facts Britannica www britannica com angl 11 bereznya 2024 Procitovano 12 bereznya 2024 The Space Review The helium 3 incantation www thespacereview com Procitovano 12 bereznya 2024 web archive org 19 lipnya 2015 Arhiv originalu za 19 lipnya 2015 Procitovano 12 bereznya 2024 PDF web archive org Arhiv originalu PDF za 20 sichnya 2019 Procitovano 12 bereznya 2024 china space program Coverage Space Space com angl 11 bereznya 2024 Procitovano 12 bereznya 2024 Breakeven EUROfusion amer Procitovano 12 bereznya 2024 DOE National Laboratory Makes History by Achieving Fusion Ignition Energy gov angl Procitovano 12 bereznya 2024 Davidpublished Leonard 7 sichnya 2015 Is Moon Mining Economically Feasible Space com angl Procitovano 12 bereznya 2024 Davenport Christian 13 bereznya 2024 This company intends to be the first to mine the moon Washington Post amer ISSN 0190 8286 Procitovano 18 bereznya 2024 Niemann Hasso B Atreya Sushil K Carignan George R Donahue Thomas M Haberman John A Harpold Dan N Hartle Richard E Hunten Donald M Kasprzak Wayne T 10 travnya 1996 The Galileo Probe Mass Spectrometer Composition of Jupiter s Atmosphere Science angl T 272 5263 s 846 849 doi 10 1126 science 272 5263 846 ISSN 0036 8075 Procitovano 14 bereznya 2024 Nuclear Physics Energy gov angl Procitovano 15 bereznya 2024 https nvlpubs nist gov nistpubs jres 105 4 j54luc2 pdf https publications ffi no nb item asset dspace 6780 20 01388 pdf web archive org 29 zhovtnya 2006 Arhiv originalu za 29 zhovtnya 2006 Procitovano 17 bereznya 2024 Reprocessing Relapse Tritium Production Vol 5 No 1 Institute for Energy and Environmental Research angl Procitovano 17 bereznya 2024 Physics Projects Deflate for Lack of Helium 3 IEEE Spectrum spectrum ieee org angl Procitovano 17 bereznya 2024 https www nrc gov docs ML0325 ML032521359 pdf Government of Canada Innovation Canadian Patent Database Base de donnees sur les brevets canadiens www ic gc ca angl Procitovano 19 bereznya 2024 Basic policy on handling of the ALPS treated water PDF Ministry of Economy Trade and Industry 13 kvitnya 2021 2020년도 원전주변 환경방사능 조사 및 평가보고서 2020 Environmental Radiation Survey and Evaluation Report Around Nuclear Power Plant Korea Hydro amp Nuclear Power 26 kvitnya 2021 s 25 table 8 Jardine A P Hedgeland H Alexandrowicz G Allison W Ellis J 1 listopada 2009 Helium 3 spin echo Principles and application to dynamics at surfaces Progress in Surface Science T 84 11 s 323 379 doi 10 1016 j progsurf 2009 07 001 ISSN 0079 6816 Procitovano 21 bereznya 2024 Kole P R Jardine A P Hedgeland H Alexandrowicz G 4 serpnya 2010 Measuring surface phonons with a 3 He spin echo spectrometer a two dimensional approach Journal of Physics Condensed Matter T 22 30 s 304018 doi 10 1088 0953 8984 22 30 304018 ISSN 0953 8984 Procitovano 21 bereznya 2024 Alexandrowicz G Jardine A P 13 lipnya 2007 Helium spin echo spectroscopy studying surface dynamics with ultra high energy resolution Journal of Physics Condensed Matter T 19 30 s 305001 doi 10 1088 0953 8984 19 30 305001 ISSN 0953 8984 Procitovano 21 bereznya 2024 web archive org 3 travnya 2008 Arhiv originalu za 3 travnya 2008 Procitovano 22 bereznya 2024 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 bot Storinki z posilannyami na dzherela de status originalnogo URL nevidomij posilannya NCNR Neutron Spin Filters www ncnr nist gov Procitovano 25 bereznya 2024 IUCr SANS polarization analysis with nuclear spin polarized 3He Journal of Applied Crystallography 1 chervnya 2000 Procitovano 25 bereznya 2024 Neutron Spin Filters NIST angl 29 listopada 2017 Procitovano 25 bereznya 2024 https www nytimes com 2009 11 23 us 23helium html Helium 3 Shortage Chemical amp Engineering News angl Procitovano 25 bereznya 2024 PDF web archive org Arhiv originalu za 26 lipnya 2014 Procitovano 25 bereznya 2024 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 bot Storinki z posilannyami na dzherela de status originalnogo URL nevidomij posilannya web archive org 8 lyutogo 2010 Arhiv originalu za 8 lyutogo 2010 Procitovano 26 bereznya 2024 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 bot Storinki z posilannyami na dzherela de status originalnogo URL nevidomij posilannya Leawoods Jason C Yablonskiy Dmitriy A Saam Brian Gierada David S Conradi Mark S 2001 01 Hyperpolarized 3 He gas production and MR imaging of the lung Concepts in Magnetic Resonance angl T 13 5 s 277 293 doi 10 1002 cmr 1014 ISSN 1043 7347 Procitovano 27 bereznya 2024 Walker Thad G Happer William 1 kvitnya 1997 Spin exchange optical pumping of noble gas nuclei Reviews of Modern Physics T 69 2 s 629 642 doi 10 1103 RevModPhys 69 629 Procitovano 27 bereznya 2024 Hronichni respiratorni zahvoryuvannya Centr gromadskogo zdorov ya phc org ua Procitovano 27 bereznya 2024 Altes Talissa A Salerno Michael 2004 10 Hyperpolarized Gas MR Imaging of the Lung Journal of Thoracic Imaging amer T 19 4 s 250 doi 10 1097 01 rti 0000142837 52729 38 ISSN 0883 5993 Procitovano 27 bereznya 2024 MIT Achieves Breakthrough in Nuclear Fusion Popular Mechanics amer 28 serpnya 2017 Procitovano 28 bereznya 2024 Kazakov Ye O Ongena J Wright J C Wukitch S J Lerche E Mantsinen M J Van Eester D Craciunescu T Kiptily V G 2017 10 Efficient generation of energetic ions in multi ion plasmas by radio frequency heating Nature Physics angl T 13 10 s 973 978 doi 10 1038 nphys4167 ISSN 1745 2481 Procitovano 28 bereznya 2024 Inertial Electrostatic Confinement Fusion Procitovano 6 travnya 2007 Arhiv originalu za 4 kvitnya 2007 Procitovano 6 travnya 2007 Arhiv originalu za 31 lipnya 2013 Procitovano 6 travnya 2007 John Santarius June 2006 PDF Arhiv originalu PDF za 3 lipnya 2007 Procitovano 6 travnya 2007 Nuclear Reactions Procitovano 6 travnya 2007 https www technologyreview com energy 19296 web archive org 14 serpnya 2007 Procitovano 6 kvitnya 2024 web archive org 20 travnya 2009 Procitovano 7 kvitnya 2024 https dspace mit edu handle 1721 1 29869 web archive org 4 veresnya 2006 Procitovano 9 kvitnya 2024 https www lpi usra edu meetings lpsc2007 pdf 2175 pdf Cocks Franklin Hadley 1 kvitnya 2010 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces Icarus T 206 2 s 778 779 doi 10 1016 j icarus 2009 12 032 ISSN 0019 1035 Procitovano 9 kvitnya 2024 The Space Review A fascinating hour with Gerald Kulcinski www thespacereview com Procitovano 9 kvitnya 2024 web archive org 7 sichnya 2012 Procitovano 10 kvitnya 2024 With He 3 on mind India gets ready for lunar mission The Economic Times 19 veresnya 2008 ISSN 0013 0389 Procitovano 10 kvitnya 2024 web archive org 12 zhovtnya 2009 Procitovano 10 kvitnya 2024 Nick 12 listopada 2008 Luna C I Chandrayaan 1 Payload Feature 2 Sub KeV Atom Reflecting Analyser SARA Luna C I Procitovano 10 kvitnya 2024 He asked for the moon and got it www chinadaily com cn Procitovano 12 kvitnya 2024 web archive org 9 serpnya 2008 Procitovano 12 kvitnya 2024 The Space Review Moonscam Russians try to sell the Moon for foreign cash www thespacereview com Procitovano 12 kvitnya 2024 The Space Review Death throes and grand delusions www thespacereview com Procitovano 12 kvitnya 2024 The Space Review The helium 3 incantation www thespacereview com Procitovano 12 kvitnya 2024 PDF web archive org Procitovano 12 kvitnya 2024 Project Daedalus Demonstrating the Engineering Feasibility of Interstellar Travel BIS Shop bis space com Procitovano 12 kvitnya 2024 The Daedalus Starship Damn Interesting amer Procitovano 12 kvitnya 2024

Дата публікації:
Топ