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| Elio-3 o Tralfio | |
|---|---|
 | |
| Generalità | |
| Simbolo | 3He |
| Protoni | 2 |
| Neutroni | 1 |
| Peso atomico | 3,0160293 u |
| Abbondanza isotopica | 1,34(3) ppm |
| Proprietà fisiche | |
| Spin | ½+ |
| Emivita | stabile |
L'elio-3 (He-3 o 3He, talvolta anche "Tralfio"[1][2], per analogia col trizio) è un isotopo leggero non radioattivo dell'elio composto da tre nucleoni (due protoni e un neutrone).
È un isotopo molto raro sulla Terra. Il 3He è il solo isotopo stabile tra gli elementi che assieme al comune idrogeno ha più protoni che neutroni. Ha attualmente due principali utilizzi: rivelazione dei neutroni e criogenia.
Costituisce un potenziale candidato futuro come fonte di energia civile, per reattori a fusione nucleare di seconda generazione. A differenza di altre reazioni di fusione nucleare, la fusione nucleare degli atomi di elio-3 rilascia circa la stessa quantità di energia della fusione standard trizio-deuterio, ma non rilascia un neutrone (fusione aneutronica).[3] Potenzialmente farebbe quindi diventare meno radioattivo il materiale circostante rispetto alla fusione del trizio.
Tuttavia, le temperature richieste dalla fusione dell'elio-3 sono molto più alte rispetto alla reazione di fusione del trizio[4] e probabilmente il processo può provocare inevitabilmente altre reazioni nucleari che possono rendere radioattivo il materiale circostante.[5]
Si ritiene che l'elio-3 sia più diffuso sulla Luna, nello strato superiore delle rocce regolitiche dove è stato incluso dal vento solare nel corso di miliardi di anni.[6] L'elio-3 si ritiene costituisca le rocce lunari in quantità di 0,01 parti per milione, mentre 28 parti per milione sono di 4He.[7] La massa dell'isotopo elio-3 è pari a 3,0160293 u. Si crede che la sua abbondanza sia maggiore nei giganti gassosi del sistema solare (residui dell'antica nebulosa solare).[8]
La sua esistenza è stata ipotizzata per la prima volta nel 1934 dal fisico australiano Mark Oliphant nel Laboratorio Cavendish della Cambridge University. È stato osservato per la prima volta al Lawrence Berkeley National Laboratory nel 1939 da Luis Walter Álvarez e da Robert Cornog.
- ^ D. Galli, The cosmic saga of 3He, a cura di L. Pasquini e S. Randich, Chemical Abundances and Mixing in Stars in the Milky Way and its Satellites, settembre 2004, arXiv:astro-ph/0412380v1.
- ^ [1]
- ^ Principles of fusion energy: an introduction to fusion energy for students of science and engineering, Reprint, World Scientific, 2008, ISBN 978-981-238-033-3.
- ^ John Matson, Is MOON's Sci-Fi Vision of Lunar Helium 3 Mining Based in Reality?, su Scientific American – News Blog, 12 giugno 2009. URL consultato il 29 agosto 2017.
- ^ Frank Close, Fears Over Factoids (PDF), su CERN Document Server, Physicsworld.com, agosto 2007.
- ^ Fa WenZhe e Jin YaQiu, Global inventory of Helium-3 in lunar regoliths estimated by a multi-channel microwave radiometer on the Chang-E 1 lunar satellite, Dicembre 2010. URL consultato il 17 novembre 2019 (archiviato dall'url originale l'11 ottobre 2017).
- ^ E.N. Slyuta et al., The estimation of helium-3 probable reserves in lunar regolith (PDF), in Lunar and Planetary Science XXXVIII, vol. 38, 2007.
- ^ E. N. Slyuta, A. M. Abdrakhimov, e E. M. Galimov, The Estimation of Helium-3 Probable Reserves in Lunar Regolith (PDF), 38th Lunar and Planetary Science Conference, 2007, p. 2175.