一文了解He-3同位素气体

一文了解He-3同位素气体：

He-3气体是一种氦气同位素气体，化学符号³He，气体具有无色，无味，没有臭味的相对稳定的气体。一般会储存于气瓶之中，属于高压气体。据说在自然界中氦3的含量是1.38x10^-6。当氦3含量增加，且O²含量低于19.5%时，很有可能会引起窒息，需要配备自吸式的呼吸面具 。

He-3同位素气体的应用非常广泛。在科学研究领域，由于氦3有很高的热中子吸收截面，因此它被广泛应用于中子检测，例如作为中子检测仪里的转换器气体。当氦3遇到到一个中子时，它会转化为一个氚离子和一个氢离子（质子），与此同时会它还会释放0.764 MeV的能量，经过分析产生出的气体成分，就可以确定放射性物质的中子辐射剂量。

此外，氦3还被应用于肺部医学影像方面。据科学家推测，氦-3在未来有可能用于核聚变发电。

HE3在核聚变发电领域具有强大的作用。He-3与氘原子核的结合能生成sHe4原子核和一个质子，同时释放出18.354 MeV的能量，这个过程被叫做第2代核聚变。当两个He-3原子核发生结合时，会生成一个氦4核和两个质子，释放12.86MeV的能量，这被称为第三代核聚变。这2个反应过程都没能产生中子，因此被称为“真正干净的核聚变”。

正因为此种聚变现象没有产生放射性的物质，所以人们利用氦三进行核聚变来发电是一种即清洁、又安全高效的办法。据估计，100吨氦3的核聚变产生的能量就可以满足全球一年的能源需求。此外，氦3还是获得极低温环境的关键制冷剂，对于超导、量子计算、拓扑绝缘体等前沿研究领域来说也是必需的物质。

科学家们知道，当一个氦3原子核与氘原子核发生结合时，会产生一个氦-4原子核与一个质子，同时释放18.354 MeV的能量，这是第二代核聚变；而当两个氦3原子核发生结合，则会产生一个氦-4核与两个质子，释放12.86MeV的能量，这被称为第三代核聚变。