Na projektu Topaz, u blizini Babbitta, bušenjem su otkrivene mjerljive, upotrebljive količine helija-3 u plinu zarobljenom duboko pod zemljom.
O helijumu-3 se obično govori kao o resursu na Mjesecu – nečemu što bi budući astronauti mogli iskopavati iz lunarne prašine za napajanje fuzijskih reaktora ili hlađenje kvantnih mašina. Njegovo otkriće ispod šuma i močvara u sjevernoj Minnesoti, SAD, iznenadilo je mnoge naučnike.
Laboratorijski testovi pokazuju koncentracije od 14,5 dijelova na milijardu – što je izuzetno slično nivoima izmjerenim u uzorcima programa Apollo donesenim s Mjeseca.
Analize plina, koje je vodio geohemičar dr. Peter Barry iz Okeanografskog instituta Woods Hole, sugerišu da bi Minnesota mogla biti domaćin jednog od najneočekivanijih rezervoara helijuma-3 ikada identifikovanih.
Rijedak oblik helijuma
Atomi helijuma se javljaju u različitim oblicima koji se nazivaju izotopi. To su atomi koji imaju identičan broj protona, ali različit broj neutrona. Svi se računaju kao helijum, ali neki su teži od drugih.
Helijum-3 (3He) ima dva protona i jedan neutron, dok mnogo češći helijum-4 (4He) ima dva protona i dva neutrona.
Većina zemaljskog 3 He potiče od raspada tricija u nuklearnom oružju i reaktorima. Ovo se dopunjuje malim količinama zarobljenim u poljima prirodnog plina.
U Zemljinoj atmosferi, 3He je prisutan samo u tragovima, što je za mnogo redova veličine niže od gasa u novom rezervoaru Minnesote.
Male koncentracije, veliki utjecaj
Ovaj dragocjeni plin može dostići cijenu od devet miliona dolara po funti. Ta cijena ga čini znatno vrijednijim od svakodnevnog helijuma, prema analizi industrije.
Američke agencije ograničavaju upotrebu 3He za programe koji uključuju neutronske detektore i kriogeniku, nauku o radu na niskim temperaturama.
Budući da helijum iz Topaza ne zavisi od zastarjelih nuklearnih zaliha, čak i skromni prinosi 3He ovdje mogli bi ublažiti ta dugoročna ograničenja u snabdijevanju.
„Uzbuđeni smo što možemo objaviti ovo izvanredno otkriće helijuma-3“, rekao je Thomas Abraham-James, predsjednik i izvršni direktor kompanije Pulsar Helium.
Tehnologije koje se oslanjaju na helijum-3
Budući da 3He tako efikasno hvata spore neutrone, on je osnova visoko osjetljivih detektora koji traže ilegalni nuklearni materijal i prate istraživačke reaktore.
U rashladnim sistemima, 3He se miješa sa 4He kako bi se postigle izuzetno niske temperature. Ovo je ključno za kvantno računarstvo, metodu koja koristi kvantnu fiziku za obradu informacija.
Istraživači istražuju 3He kao gorivo za fuziju, reakciju u kojoj se laka atomska jezgra spajaju i oslobađaju energiju.
Helijum-3 također hladi specijalizirane eksperimente u fizici kondenzovane materije i pokreće napredne metode snimanja. Ove uloge daju gasu utjecaj daleko izvan njegovih sićušnih volumena.
Cijepanje izotopa helijuma
Naučnici mjere svjetsku proizvodnju 3He u desetinama hiljada litara svake godine. To je daleko ispod očekivane potražnje kvantnih računara i laboratorija.
Odvajanje 3He od 4He u struji gasa je teško jer se dva izotopa ponašaju identično osim ako se ne ohlade na ekstremno niske temperature.
Inženjeri testiraju pristupe kao što su kriogena destilacija i adsorpcijske kolone. Međutim, do sada nijedna kompanija nije pokrenula postrojenje koje proizvodi čisti 3He iz plinskih tokova.
Pulsar je pozvao univerzitete i tehnološke firme da Topaz tretiraju kao poligon za testiranje metoda separacije koje bi mogle otkriti tok 3He .
Više na: N1 BiH