הצגת המקור של הדף "הליום-3"

{{איזוטופ}}
'''הליום-3''' (<sup>3</sup>He) הוא [[איזוטופ]] יציב של [[הליום]] המורכב מ-2 [[פרוטון|פרוטונים]] [[נייטרון|ונייטרון]] אחד. הליום-3 ו[[מימן]]-1 (<sup>1</sup>H) הם שני האיזוטופים היציבים היחידים המכילים יותר פרוטונים מנייטרונים.

== תכונות ==
המסה האטומית של הליום-3 היא 3.02 [[יחידת מסה אטומית|יחידות מסה אטומיות]], בהשוואה ל-4.00 יחידות מסה ב[[הליום-4]]. [[אנרגיית נקודת האפס]] של הליום-3 גבוהה משל הליום-4 ולכן נדרשת פחות [[אנרגיה תרמית]] להתגבר על אינטראקציות ואן דר ואלס החלשות. בהתאם לכך נקודת הרתיחה של הליום 3 והנקודה הקריטית נמוכות בהשוואה להליום 4.
{| class="wikitable"
!
!הליום -3
![[הליום-4]]
|-
|[[נקודת רתיחה|טמפרטורת רתיחה]], במעלות [[סולם קלווין|קלווין]]
|3.19K
|4.23K
|-
|נקודה קריטית
|3.35K
|5.2K
|-
|[[צפיפות החומר|צפיפות]] בטמפרטורת הרתיחה (בלחץ של אטמוספירה אחת)
|59 גרם לליטר
|125 גרם לליטר
|}
הליום-3 הוא [[פרמיון]], בניגוד להליום-4 שהוא [[בוזון]], ולכן הוא עובר למצב של [[נוזל-על]] בטמפרטורה נמוכה בהרבה משל [[הליום-4]] (ב-0.00249K לעומת 2.17K בהליום-4).{{הערה|{{cite journal|last=Leggett|first=A. J.|date=1972 |title=Interpretation of Recent Results on He<sup>3</sup> below 3 mK: A New Liquid Phase?|journal=Physical Review Letters |volume=29|issue=18|pages=1227–1230|doi=10.1103/PhysRevLett.29.1227|url= |bibcode=1972PhRvL..29.1227L}}}}

בשנות החמישים של המאה ה־20 גילה הפיזיקאי הסובייטי אייזק פומרנצ'וק ([[:en:Isaak Pomeranchuk|אנ']]) כי תחת תנאים מסוימים, הליום-3 נוזלי מתמצק בחימום<ref>{{צ-מאמר|שם=Entropic evidence for a Pomeranchuk effect in magic-angle graphene|קישור=https://www.nature.com/articles/s41586-021-03319-3|כתב עת=Nature|שנת הוצאה=2021-04|עמ=214–219|כרך=592|doi=10.1038/s41586-021-03319-3|מחבר=Asaf Rozen, Jeong Min Park, Uri Zondiner, Yuan Cao}}</ref>. הסיבה לכך היא שבפאזת המוצק של החומר יש יותר כיוונים אפשריים לספין של האטום, דהיינו ה[[אנטרופיה]] גבוהה יותר{{הערה|{{הארץ|אסף רונאל|האם תוספת אי-סדר יכולה ליצור סדר? לאלקטרונים יש תשובה מפתיעה|0000017f-f545-d5bd-a17f-f77fe5190000|7 באפריל 2021}}}}.

להליום-3 [[חתך פעולה]] גדול לבליעת נייטרונים בתגובה בה נוצר טריטיום ופרוטון: <math>{}_2^3\mathrm{He}+{}_0^1\mathrm{n}\to{}_1^3\mathrm{T}+{}_1^1\mathrm{p}</math> ולכן משמש למדידת פליטת נייטרונים.


== שכיחות ==
האיזוטופ הליום-3 נפלט מרוח השמש אך נבלם ברובו בהגיעו לכדור הארץ עקב האטמוספירה, ולפיכך, הגז נדיר בכדור הארץ, ושכיחותו היא 0.000137% מכלל ההליום. עם זאת, ב[[רגולית]] הירח הליום-3 שכיח יותר, עקב היעדר [[אטמוספירה]], וריכוזו בדוגמאות קרקע שהובאו מהירח הוא בין 1 ל-15 [[חלקים ל...|חלקים למיליארד]] (ppb). הריכוזים הגבוהים ביותר נמצאו ב[[ים השלווה]], בדוגמאות שהובאו במשימת [[אפולו 11]] - 15 חלקים למיליארד, לעומת 8 חלקים למיליארד בדוגמאות של [[אפולו 17]] ו[[לונה 16]].{{הערה|{{קישור כללי|הכותב = |כתובת = http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/2175.pdf|כותרת = Slyuta, E. N., A. M. Abdrakhimov, and E. M. Galimov. "The estimation of helium-3 probable reserves in lunar regolith." Lunar and Planetary Science Conference. Vol. 38. 2007.}}}} במכתשים בקטבי הירח הריכוז המשוער הוא של 50 חלקים למיליארד.{{הערה|{{צ-מאמר|מחבר = Cocks, Franklin Hadley.|שם = 3He in permanently shadowed lunar polar surfaces."|כתב עת = Icarus 206.2 (2010): 778-779}}}} [[גלילאו (גשושית)|הגשושית גלילאו]] מדדה באטמוספירה של כוכב הלכת [[צדק (כוכב לכת)|צדק]] שכיחות יחסית דומה לזה שבירח - יחס <sup>3</sup>He:<sup>4</sup>He של 1:10,000, הגבוה בערך פי 100 מהיחס בין האיזוטופים בכדור הארץ. משערים שיחס זה משקף את הרכב ההליום ב[[התפתחות מערכת השמש|ערפילית השמש]] הקדמונית - ואילו היחס בכדור הארץ הוא תוצאת יצירת הליום-4 [[קרינת אלפא|מהתפרקויות אלפא]] של [[אורניום]] [[תוריום|ותוריום]]. רוב ההליום-3 שב[[מעטפת כדור הארץ]] נלכד במהלך היווצרות כדור הארץ וכמותו הכוללת מוערכת ב-0.1-1 מיליון טון. בנוסף לכך 37,000 טון של הליום-3 שנוצרו מפגיעת [[קרינה קוסמית]] נמצאים באטמוספירה, וכן הליום-3 שנוצר מ[[קרינת בטא|פירוק בטא]] של [[טריטיום]].

== היתוך גרעיני ==

הליום-3 נחשב כמקור אפשרי לייצור אנרגיה נקיה באמצעות [[היתוך גרעיני]]. בניגוד לתגובות גרעיניות אחרות, בהן נפלטים נייטרונים הנבלעים על ידי חומרים אחרים בכור ויצרים [[פסולת רדיואקטיבית]] - הרי שבתגובת ההיתוך עם דיאוטריום (D)

<math>{}_2^3\mathrm{He}+{}_1^2\mathrm{D}\to{}_2^4\mathrm{He}+{}_1^1\mathrm{p}</math>

או בתגובה בין שני אטומים של הליום-3

<math>{}_2^3\mathrm{He}+{}_2^3\mathrm{He}\to{}_2^4\mathrm{He}+2\;{}_1^1\mathrm{p}</math>

לא נפלטים נייטרונים, ולכן התהליך עשוי להיות ידידותי ובטוח יותר משיטות אחרות להפקת [[אנרגיה גרעינית]]. על פי הערכות מדענים, כ-25 טון של הליום-3 מספיקים על מנת לייצר חשמל עבור ארצות הברית כולה למשך שנה.

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}

==הערות שוליים==
{{הערות שוליים|יישור=ימין}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה]]
[[קטגוריה:הליום]]
[[קטגוריה:איזוטופים של הליום]]