تقنية فصل الهيليوم-3 عن الهيليوم-4

النظير الهيليوم-3الهيليوم-3 نظير نادر للهيليوم، يوجد بكميات ضئيلة جدًا في الغلاف الجوي، لا تتجاوز نسبته 0.000137% من إجمالي الهيليوم. ومع ذلك، يتمتع هذا النظير بتطبيقات واسعة النطاق، تشمل التصوير بالرنين المغناطيسي، والرنين المغناطيسي النووي، والموصلية الفائقة. يوجد في الطبيعة نظيران للهيليوم: الهيليوم-3 والهيليوم-4. يحتوي الهيليوم-4 على نواة بها بروتونان ونيوترونان، بينما يحتوي الهيليوم-3 على نيوترون واحد فقط.

نظراً لندرة نظائر الهيليوم-3 وأهميتها التطبيقية، فإن تقنيات فصلها ذات أهمية خاصة. وفيما يلي التقنيات الرئيسية المستخدمة حالياً لفصل نظائر الهيليوم-3

1. طريقة التبريد: يُفصل نظير الهيليوم-3 عن نظير الهيليوم-4 بتبريد غاز الهيليوم إلى درجة حرارة منخفضة جدًا. تتميز هذه الطريقة بكفاءة فصل عالية، ولكنها تتطلب كميات كبيرة من الهيليوم السائل ومعدات معقدة.

2. طريقة انتشار الغاز: استخدام معدلات انتشار الغاز المختلفة لفصل الهيليوم 3 والهيليوم 4. هذه الطريقة مناسبة لفصل كميات صغيرة من نظائر الهيليوم 3، ولكن كفاءة الفصل منخفضة.

3. فصل الغاز المحيط: يفصل هذا الأسلوب نظائر الهيليوم-3 عن نظائر الهيليوم-4 بتمرير الهيليوم عبر سلسلة من أعمدة الفصل. يُعد هذا الأسلوب بسيطًا نسبيًا، ولكنه يتطلب أعمدة معقدة وإجراءات تشغيل دقيقة.

في الوقت الحاضر، يتم تطوير وتحسين تقنيات فصل نظائر الهيليوم-3 باستمرار، مما يسمح بنطاق أوسع من التطبيقات لنظائر الهيليوم-3.