ما هو نظير الهيليوم 3؟

يشير مصطلح الغاز النظائري إلى الغاز الذي يحتوي على نفس عدد البروتونات، وأعداد مختلفة من النيوترونات (أو أعداد كتلية مختلفة) لنفس العنصر أو النوى المختلفة.تشمل نظائر غاز الهيليوم الهيليوم-3، والهيليوم-4، والهيليوم-5، والهيليوم-6، والهيليوم-7، والهيليوم-8، والهيليوم-9، والهيليوم-10.لكن الهيليوم-3 والهيليوم-4 فقط هما المستقران، أما الباقي فهو مشع.كلاهماالهيليوم-3ولغازات نظائر الهيليوم-4 مجالات استخدام محددة خاصة بها.

الهيليوم-3 هو نواة غير مستقرة تحتوي على بروتونين ونيوترون واحد. قد يتحلل عن طريق اضمحلال بيتا، منتجاً نواة الليثيوم-7.

يتم إنتاج الهيليوم-3 بكميات كبيرة في تفاعلات الاندماج النووي في الشمس والنجوم، ويمكن أيضًا إنتاجه على الأرض من خلال تحلل العناصر المشعة مثل اليورانيوم والثوريوم.

في القطاع النووي: يُمكن استخدام الهيليوم-3 كمصدر طاقة نظيف لتفاعلات الاندماج النووي التي تُنتج كميات كبيرة من الطاقة دون إنتاج نفايات مشعة طويلة الأمد. في مجال أبحاث الاندماج النووي، يُعدّ الهيليوم-3 وقودًا نوويًا هامًا يُحاكي التفاعلات النووية في الشمس والنجوم، ولذلك يُستخدم على نطاق واسع في أبحاث الطاقة.

تبريد المغناطيس فائق التوصيل: يمكن استخدام الهيليوم-3 لتبريد المغناطيس فائق التوصيل، وهو أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في التقنيات التجريبية لفيزياء الطاقة العالية وتقنيات استكشاف الفضاء السحيق.

الهيليوم-4 غاز نظيري مستقر يشكل أكثر من 99% من الهيليوم الموجود في الغلاف الجوي. وبسبب خموله الكيميائي، لا يشكل الهيليوم-4 مركبات مع عناصر أخرى، لذا يُستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل التبريد، والمركبات الهوائية، والبصريات، ومواد العزل. يُستخدم الهيليوم-4 عادةً في التجارب التي تُجرى في درجات حرارة منخفضة، وفي معدات التبريد، مثل المغناطيسات فائقة التوصيل وأجهزة الرنين المغناطيسي النووي. كما يُستخدم الهيليوم-3 في بعض تجارب الرنين المغناطيسي النووي الخاصة لدراسة خصائص المادة. أما الهيليوم-4، باعتباره المكون الرئيسي للهيليوم في الغلاف الجوي للأرض، حيث يُمثل حوالي 99.99986% منه، فيُستخدم بشكل أساسي في تكنولوجيا التبريد، وذلك لانخفاض درجة غليانه الشديدة (-268.9 درجة مئوية).