氦-3 (He-3)气体 无色,无味,无臭稳定的氦气同位素气体,一般储存于气瓶中的高压气体,天然氦-3含量是1.38x10-6。当其含量增加导致氧气含量低于19.5%时有可能引起窒息。
氦-3是一种清洁、安全和高效率的核融合发电燃料。开发利用月球土壤中的氦-3将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。
地球上氦-3的储量总共不超过几百公斤,难以满足人类的需要。科学家发现,虽然地球上氦-3的储量非常少,但是在月球上,它的储量却是非常可观的。
氦-3是一种具有重要科学和工业价值的稀有气体,其核心作用和用途可归纳如下:
清洁能源
氦-3与氘或氚结合进行核聚变反应,释放大量能量且不产生放射性废料,是理想的清洁能源2。理论上可满足地球长期电力需求,例如美国年发电仅需25吨氦-33。
核武器与航天
因核聚变反应无中子辐射,氦-3被用于核武器和火箭燃料,安全性高。
超导量子计算机
氦-3与氦-4混合可制造接近绝对零度的冷却剂,是超导量子计算机的关键材料,能提升运算速度并降低能耗4。
超流体研究
在极低温度下,氦-3表现出超流体特性(零粘度),用于研究量子涡旋和超导体冷却。
肺部成像优化
氦-3作为超极化气体,可显著增强肺部MRI信号,帮助诊断哮喘、慢性阻塞性肺病等疾病,优于传统气体5。
医疗诊断
在核磁共振中提供高灵敏度信号,用于实时监测呼吸功能及早期疾病筛查。
地球磁场研究
利用氦-3的核磁矩测量地球磁场变化,辅助地质学和地球科学研究1。
工业保护
作为惰性气体,防止材料氧化或腐蚀,适用于特殊工业场景1。
地球氦-3储量稀少,主要分布于月球土壤中,目前尚未实现大规模商业化开采。
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同位素刘海龙