Гелий и безнейтронная энергетика.

В качестве одного из перспективных направлений энергетики будущего специалисты рассматривают безнейтронные реакции синтеза, проходящие с участием изотопа гелия ³He:

³He+³He→⁴He+2p+12,8МэВ,

³He+D→⁴He+p+8,35МэВ.

Эти реакции не сопровождаются появлением потока нейтронов высокой энергии, и, следовательно, реакторы для их проведения будут проще, легче и безопаснее из-за отсутствия наведенной радиоактивности в конструкциях. Однако здесь есть одно "но": ³He на Земле практически не встречается.

Природный гелий состоит из смеси двух изотопов - ⁴He и ³He, причем на долю последнего приходится только 0,000138%. Такое в высшей степени неравномерное распределение связано с тем, что ⁴He образуется при альфа-распаде урана (U), тория (Th) и других природных радионуклидов (напомним, что альфа-частица и есть ядро гелия). В тонне гранита, содержащей около трех граммов урана и пятнадцати граммов тория, образуется только миллиграмм ⁴He почти за восемь миллионов лет. Однако за время существования Земли в коре планеты его накопилось немало. Природные газы содержат до 7% этого изотопа и служат единственным источником его промышленной добычи. А так называемый гелиевый метод - отношение масс He/(U + Th) в минералах - используется для определения их абсолютного возраста.

Изотоп ³He появляется в результате бета-распада (реакция, при которой ядро испускает электрон и нейтрино, меняя заряд на единицу) трития
₁³T→₂³He+e^-+ или при слиянии двух атомов дейтерия D + D → ³He + n.

Так как дейтерия на Земле в целом мало, а трития практически нет вообще, то и ³He обнаруживается в мизерных количествах. Зато на поверхности космических тел, лишенных атмосферы, где проходят интенсивные реакции с потоками солнечных нейтронов высокой энергии, этот изотоп образуется весьма активно. В метеоритном веществе и в лунных породах его содержание колеблется от 17 до 32%. Уже подсчитано, что в обозримом будущем станет экономически выгодно добывать ³He на Луне и доставлять его на Землю для использования в термоядерных реакторах синтеза