HELIUM-3 | ABOUT

Wat is Helium-3

In 1934 werd door de Australische fysicus Mark Oliphant het bestaan van Helium-3 voorgesteld tijdens een experiment waarbij kernen op bijzonder hoge snelheid op elkaar werden afgeschoten. Dit was overigens ook de eerst demonstratie van kernfusie. In eerste instantie werd verondersteld dat Helium-3 radioactief zou zijn echter werd dit in 1939 ontkracht.  Helium-3 is een stabiele isotoop van het edelgas Helium, maar is op aarde maar minuscuul aanwezig en is daardoor ook te kostbaar voor onderzoek naar goed beheersbare kernfusie zonder radioactief afval.

Waarom winning op de maan?

In vele miljarden jaren heeft de zonnewind die kleine hoeveelheden Helium-3 bevat inmiddels enorme hoeveelheden van deze zeldzame isotoop als maanstof op de maanbodem laten landen.  Dit maanstof zou door robots volledig zonder mensenhandel gewonnen kunnen worden. Uiteraard een bijzonder kostbare aangelegenheid, maar met einde van de olievoorraden in zicht wordt hier serieus door de grote wereldmachten naar gekeken.

Vorming

Helium-3

 

Een (huidig) kernfusie proces bestaat uit de volgende reactie:

D + T —> He4 + n

Deuterium (D) is waterstof met een kern van 1 proton en 1 neutron; Tritium (T) is waterstof met een kern bestaande uit 1 proton en 2 neutronen. De vrijkomende ongeladen neutronen kunnen niet door de magneetopsluiting gevangen worden en lekken weg naar buiten waar het grootste deel door een scherm van lithium wordt geabsorbeerd. Maar de niet geabsorbeerde neutronen dringen in de stalen wand van de reactor die daardoor radioactief wordt. Bovendien wordt de wand op den duur onherstelbaar aangetast door het voortdurende neutronen bombardement waardoor deze inmiddels radioactief geworden wand na 5 a 10 jaar moet worden vervangen

Een kernfusie proces MET Helium-3 bestaat uit de volgende reactie (zie afbeelding):

D + He3 —> He4 + H1

Met deze reactie wordt de 1e stalen beschermingswand vrijwel niet radioactief en zal ook niet zo snel vervangen hoeven te worden. Bovendien is er ook geen lithium mantel nodig en er zijn ook geen stoompijpen nodig voor de warmte overdracht. Daar alle bestanddelen van het plasma electrisch geladen zijn, is het in principe mogelijk de plasma energie rechtstreeks om te zetten in elektrische stroom. En dat resulteert uiteraard in een extreem veel hoger rendement.