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Helium-3
Dieser Artikel ist über das Isotop von Helium. Für das Plattenlabel siehe Helium 3 (Plattenlabel)
Helium-3
Helium-3 auf der Isotopenkarte
Allgemeines
ElementHelium (er)
Nuklid3Hallo
Nummer Protonen2
Nummer Neutronen1
Nukliddaten
Nuklidmasse3,01602931914 Sie
Spinne1/2
Bindungsenergie2,572 681 MeV
Massenüberschuss14.931 214 75 MeV
Isotope von Helium
Portal  Portalsymbol  Chemie
Physik

Helium-3 oder 3Hallo ist ein Stall Isotop von Helium, ein Edelgas. Helium-3 kommt, daneben Helium-4, in der Natur für. Das Fülle ist jedoch sehr gering: etwa 0,000 137% aller Heliumatome sind Helium-3 und daher ist Helium-3 sehr teuer. Es wird in der Forschung verwendet Kernfusion.

Geschichte

Die Existenz von Helium-3 wurde erstmals vorgeschlagen in 1934 vom australischen Kernphysiker Mark Oliphant, basierend auf einem Experiment im Cavendish-Labor (Universität von Cambridge). Dieses Experiment, bei dem Deuteriumkerne mit hoher Geschwindigkeit aufeinander geschossen wurden, war die erste Demonstration der Kernfusion.[1]

Ursprünglich wurde postuliert, dass Helium-3 radioaktiv wäre. Das war in 1939 entlarvt durch die Tatsache, dass es Zyklotron-Experiment wurde in a . demonstriert Stichprobe natürlich vorkommendes Helium (das hauptsächlich aus Helium besteht-4).[2] Obwohl seine Häufigkeit etwa 10.000 Mal geringer ist als die von Helium-4, konnte es tatsächlich nachgewiesen werden. Dies implizierte, dass es ein stabiles Isotop sein sollte.

Aussehen

Helium-3 kommt vor als Urnuklid dass wegen seiner geringen Atommasse durch die Atmosphäre der Erde flüchtet in die Platz. Auf Boden es ist hauptsächlich in der Mantel gefunden, in Konzentrationen von 200 bis 300 ppm (relativ zu Helium-4). In dem Erdkruste die Konzentration ist deutlich geringer: 1 bis 15 ppm, aber auf dem Mond ist mehr vorhanden, von Jahrmilliarden Sonnenwind versorgt und in der oberen Schicht eingeschlossen regolith. Allerdings sind auch dort die Mengen noch gering (28 ppm regolith ist Helium-4 und 1 ppb bis 50 ppb ist Helium-3)Helium-3 gilt als Brennstoff der zweiten Generation für die Kernfusion in hypothetischen Kraftwerken, aber solche Anlagen befinden sich noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium – vor allem weil die erste- Fusionsreaktoren der Generation sind noch nicht einmal im Einsatz.

Es ist auch ein kosmogenes Nuklid das entsteht, wenn Lithiumatome mit beschossen werden Neutronen. Diese Neutronen können erzeugt werden durch spontane Spaltung Wie bei kosmische Strahlung.

Formation

Helium-3 entsteht durch die Kernfusionsreaktion zwischen zwei Deuteriumnukliden:

Auf der Erde findet diese Reaktion jedoch nicht statt. Helium-3 wird gebildet von Protonenemission von Lithium-4[3]:

Außerdem wird es gebildet durch Betazerfall von Tritium:

Nachweis von Neutronen

Helium-3 ist ein wichtiges Isotop in der Kernphysik, weil es so funktionieren kann Neutronendetektor. Ein Neutron wird mit Helium-3 in ein Proton und Tritium umgewandelt, das mit a Geigerzähler kann festgestellt werden:

Bei der Reaktion wird eine beträchtliche Energiemenge freigesetzt: 764 keV.