Kas yra helis-3 ir ar galėtume jį gauti iš Mėnulio?
Vienas iš vertingiausių Lancasterio universiteto turimų turtų saugomas alaus statinėse.
Tačiau jis nėra viename iš studentų barų.
Kruopščiai užrakintoje laboratorijoje lentynose išdėstyti metalinių statinių eilės, sujungtos plonais variniais vamzdeliais.
Šiuose induose nėra brangaus alaus, o dujos, vadinamos helio-3 – viena iš brangiausių medžiagų pasaulyje. Vienas litras kainuoja maždaug 2 000 JAV dolerių (1 500 svarų sterlingų), nors kaina gali svyruoti.
„Laboratorija veikia jau apie 50 metų. Tuomet helis buvo gana pigus“, – sako vyresnysis lektorius Dima Zmeevas. „Mūsų labai išmintingi pirmtakai sukaupė jo atsargas.“
Artimiausioje ateityje vis daugiau žmonių gali siekti sukaupti tokius atsargų kiekius. Helis-3 naudojamas kvantinių skaičiavimų ir branduolinės sintezės srityse. Tačiau šiuo metu pagrindinis jo šaltinis yra griežtai kontroliuojamas – jis gaunamas iš branduolinių ginklų. Tiksliau, iš vandenilio izotopo tricio skilimo tų ginklų viduje.
Tennessee valstijoje esančios Oak Ridge nacionalinės laboratorijos žymus mokslininkas David McCollum apskaičiavo, kad visame pasaulyje šiuo būdu kasmet greičiausiai pagaminama dešimtys tūkstančių litrų helio-3. Tačiau ateityje paklausa gali gerokai viršyti šį tiekimą.
Kai kurie verslininkai ir mokslininkai teigia, kad mums reikia naujų helio-3 šaltinių. Jis randamas žemėje, nors paprastai labai mažomis koncentracijomis.
Tačiau „Apollo“ misijų metu surinkti Mėnulio dulkių, arba regolito, mėginiai rodo, kad ten jo koncentracija gali būti palyginti didelė. Todėl šiuo metu rengiami planai išgauti helio-3 iš Mėnulio.
Helis-3 yra helio izotopas, apibrėžiamas pagal neutronų skaičių atomo branduolyje. Helis-4, turintis vienu neutronu daugiau, yra palyginti pigi jo versija – dujos, kuriomis pripildomi vaikų šventinių balionų.
Zmeevas naudoja helį-3 fizikos eksperimentuose. Pavyzdžiui, jis pripildo šia medžiaga mažas kameras, vykdydamas projektą, kurio tikslas – aptikti tam tikrą paslaptingą tamsiosios materijos dalelę.
Jei tokia dalelė susidurtų su vienu iš helio-3 atomų, ji priverstų juos visus suvirpėti. Tai sukuria šilumą, o tą nežymų temperatūros pakilimą galima išmatuoti.
Helio-3 galima naudoti vėl ir vėl.
Mokslininkai labai žemose temperatūrose sumaišo helį-3 ir helį-4, kad pasiektų žemiausias žinomoje visatoje temperatūras, siekiančias milikelvinų diapazoną (-273C).
Kai helio-3 atomai palaipsniui atsiskiria nuo praskiesto mišinio, kuriame yra abu izotopai, jie viršuje suformuoja gryną helio-3 sluoksnį. Šis atskyrimas yra fazinis pokytis, kuris sunaudoja energiją ir sukelia aušinimo efektą, panašų į tą, kai garai išgaruoja iš puodelio karšto vandens.
Helio-3 pagrįstas aušinimas, arba skiedimo šaldymas, yra itin svarbus kvantiniams kompiuteriams.
Be to, helis-3 taip pat galėtų būti naudojamas kai kuriuose branduolinės sintezės reaktoriuose, išorinis kad vieną dieną būtų galima pagaminti milžiniškus kiekius švarios energijos.
Viena iš įmonių, planuojančių išgauti helio-3 iš Mėnulio, yra Sietle įsikūrusi „Interlune“. „Pastaruosius ketverius metus skyrėme technologijų kūrimui, prototipų gamybai ir bandymams… Mūsų komandą sudaro 30 žmonių, ir ji vis auga“, – sako bendrovės įkūrėjas ir generalinis direktorius Robas Meyersonas. 2003–2018 m. R. Meyersonas buvo Jeffo Bezoso raketų bendrovės „Blue Origin“ prezidentas.
Vienas iš „Interlune“ įkūrėjų yra Harrisonas „Jack“ Schmittas, kuriam dabar jau virš 90 metų ir kuris per „Apollo 17“ misiją vaikščiojo Mėnulyje. Jis jau seniai pasisako už helio-3 gavybą iš Mėnulio regolito.
„Interlune“ išbandė dalį savo įrangos per parabolinius skrydžius, kurių metu lėktuvas skrenda dideliu lanku, imituodamas nulinę gravitaciją. Pasak Meyersono, įmonės įranga galėtų būti integruota į Mėnulio nusileidimo modulį jau 2027 m. rudenį.
Galiausiai „Interlune“ siekia Mėnulyje įrengti autonominius, regolitą kasiančius ekskavatorius, kurie surinktų miltelišką medžiagą ir ją apdorotų. Idėja yra susmulkinti ir sumaišyti regolitą, išlaisvinant jame esantį helį-3.
Vienas iš vertingiausių Lancasterio universiteto turimų turtų saugomas alaus statinėse.
Tačiau jis nėra viename iš studentų barų.
Kruopščiai užrakintoje laboratorijoje lentynose išdėstytos eilės metalinių statinių, sujungtų plonais variniais vamzdeliais.
Šiuose induose nėra brangaus alaus, o dujos, vadinamos helio-3 – viena iš brangiausių medžiagų pasaulyje. Vienas litras kainuoja maždaug 2 000 JAV dolerių (1 500 svarų sterlingų), nors kaina gali svyruoti.
„Laboratorija veikia jau apie 50 metų. Tuomet helis buvo gana pigus“, – sako vyresnysis lektorius Dima Zmeevas. „Mūsų labai išmintingi pirmtakai sukaupė jo atsargas.“
Artimiausioje ateityje vis daugiau žmonių gali siekti sukaupti tokias atsargas. Helis-3 naudojamas kvantinių skaičiavimų ir branduolinės sintezės srityse. Tačiau šiuo metu pagrindinis jo šaltinis yra griežtai kontroliuojamas – jis gaunamas iš branduolinių ginklų. Tiksliau, iš vandenilio izotopo tricio skilimo tų ginklų viduje.
Tennessee valstijoje esančios Oak Ridge nacionalinės laboratorijos žymus mokslininkas David McCollum apskaičiavo, kad visame pasaulyje šiuo būdu kasmet greičiausiai pagaminama dešimtys tūkstančių litrų helio-3. Tačiau ateityje paklausa gali gerokai viršyti šį tiekimą.
Kai kurie verslininkai ir mokslininkai teigia, kad mums reikia naujų helio-3 šaltinių. Jis randamas žemėje, nors paprastai labai mažomis koncentracijomis.
Tačiau „Apollo“ misijų metu surinkti Mėnulio dulkių, arba regolito, mėginiai rodo, kad ten jo koncentracija gali būti palyginti didelė. Todėl šiuo metu rengiami planai išgauti helio-3 iš Mėnulio.
Helis-3 yra helio izotopas, apibrėžiamas pagal neutronų skaičių atomo branduolyje. Helis-4, turintis vienu neutronu daugiau, yra palyginti pigi versija – dujos, kuriomis pripildomi vaikų šventinių balionų.
Zmeevas naudoja helį-3 fizikos eksperimentuose. Pavyzdžiui, jis pripildo šia medžiaga mažas kameras, vykdydamas projektą, kurio tikslas – aptikti tam tikrą paslaptingą tamsiosios materijos dalelę.
Jei tokia dalelė susidurtų su vienu iš helio-3 atomų, ji priverstų juos visus suvirpėti. Tai sukuria šilumą, o tą nežymų temperatūros pakilimą galima išmatuoti.
Helio-3 galima naudoti pakartotinai.
Mokslininkai labai žemose temperatūrose sumaišo helio-3 ir helio-4, kad pasiektų žemiausias žinomoje visatoje temperatūras, siekiančias milikelvinų diapazoną (-273 °C).
Kai helio-3 atomai palaipsniui atsiskiria nuo praskiesto mišinio, kuriame yra abu izotopai, jie viršuje suformuoja gryną helio-3 sluoksnį. Šis atskyrimas yra fazinis pokytis, kuris sunaudoja energiją ir sukelia aušinimo efektą, panašų į tą, kai garai išgaruoja iš puodelio karšto vandens.
Aušinimas, pagrįstas helio-3 naudojimu, arba skiedimo aušinimas, yra itin svarbus kvantiniams kompiuteriams.
Be to, helis-3 taip pat galėtų būti naudojamas kai kuriuose branduolinės sintezės reaktoriuose, išorinis , kad vieną dieną būtų galima pagaminti milžiniškus kiekius švarios energijos.
Viena iš įmonių, planuojančių išgauti helio-3 iš Mėnulio, yra Sietle įsikūrusi „Interlune“. „Paskutinius ketverius metus praleidome kurdami, gaminant prototipus ir bandydami technologijas… Mūsų komandą sudaro 30 žmonių, ir ji vis auga“, – sako bendrovės įkūrėjas ir generalinis direktorius Robas Meyersonas. 2003–2018 m. R. Meyersonas buvo Jeffo Bezoso raketų kompanijos „Blue Origin“ prezidentas.
Vienas iš „Interlune“ įkūrėjų yra Harrisonas „Jack“ Schmittas, dabar jau devyniasdešimtmetis, kuris per „Apollo 17“ misiją vaikščiojo Mėnulyje. Jis jau seniai pasisako už helio-3 gavybą iš Mėnulio regolito.
„Interlune“ išbandė dalį savo įrangos per parabolinius skrydžius, kurių metu lėktuvas skrenda dideliu lanku, imituodamas nulinę gravitaciją. Pasak Meyersono, įmonės įranga galėtų būti integruota į Mėnulio nusileidimo modulį jau 2027 m. rudenį.
Galiausiai „Interlune“ siekia Mėnulyje įrengti autonominius, regolitą kasiančius ekskavatorius, kurie surinktų miltelišką medžiagą ir ją apdorotų. Idėja yra susmulkinti ir sumaišyti regolitą, išlaisvinant jame esantį helį-3.
