Elio-3

Sì, è un periodo in cui apro topic a cui non risponderà nessuno. Comunque stavo ascoltando alla tv una roba di fantascienza e ho sentito nominare "elio-3" e mi son detto "ma diamine! E' nominato spessissimo in ste cose di fantascienza, non può essere una coincidenza! Chissà da che libro/film/altro hanno preso spunto", così l'ho googlato e ho scoperto che è una roba che esiste veramente, solo che sulla Terra è rarissimo.

La pagina Wiki dice che potrebbe essere una roba utilizzabile per la fusione nucleare, ma a parte questo non dice molto, e gli articoli sparsi sul web sono moltissimi e non ho voglia di leggerli tutti.

Qualcuno sa dirmi qualcosa di più specifico e approfondito?

Elio -3 ?????

Mai sentito nominare. Qui servo o gli scenziati del foro (Asurian e Yakumo in primis)

Guarda, io ho provato a leggere ma più di capire che è un isotopo dell'elio non sono arrivato.
Essendo abbastanza raro, dubito che abbia un qualche scopo, anche nel campo nucleare, al di fuori della ricerca. Comunque come dicevo al buon Candy poi io non sono uno scienziato ma un ingegnere, è come scambiare Renoir con Talaban che ti vende le tinte al GW di Monza...

Non ho mai detto che sei uno scienziato. Lo so che sei un ingegnere spaziale, eh!

Planetes? (due palle quella roba)

lo ho sentito anche io ieri sera, sul tardi, ma la ho subito catalogato come un' invenzione del manga.

Non sono un esperto di questo campo, tuttavia da quanto ho letto negli ultimi dieci minuti posso riassumere che l'Elio-3 ha principalmente 3 scopi:

(1) fusione nucleare

(2) rilevamento dei neutroni (grazie alla sua grande sezione d'urto d'assorbimento)

(3) criogenia, infatti è possibile fargli raggiungere temperature vicino allo zero assoluto (0.3 kelvin). A quanto ne so, questi fluidi molto freddi sono ottimi per il raffreddamento dei corpi solidi per l'effetto della superconduttività (infatti a temperature molto basse si verifica un treshold della resistività, che cala vertiginosamente e permette una conduzione di elettricità quasi senza dissipazioni).

A quanto vedo, sei principalmente interessato al punto (1)

Perché l'elio-3 è così interessante dal punto di vista della fusione?
Presto detto: permette reazioni pulite: ovvero reazioni che danno come prodotti particelle non radioattive e, soprattutto, non produce neutroni (una delle fonti di radiazione principali).

La prima è una reazione di seconda generazione con il deuterio:

D+He(3)--->He(4)+p

Ovvero produce un atomo di elio con 4 nucleodi (quello "standard", perfettamente stabile) e un protone, il quale al contrario del neutrone può essere contenuto per mezzo di campi elettromagnetici, bloccando la radiazione.

La seconda reazione studiata è di terza generazione, la fusione di due atomi di Elio-3:

He(e)+He(3)--->He(4)+2p

ovvero gli stessi (stabili o contenibili) prodotti.

C'è tuttavia uno scotto da pagare, infatti non ritenevo possibile che questo elemento fosse utile per una reazione di fusione proprio per questo motivo. Te lo spiego.

Per far avvenire la fusione, è necessario superare la forza di coulomb repulsiva dei protoni (i neutroni invece non hanno carica e quindi non esercitano una forza elettromagnetica) presenti negli atomi che si vuole unire. Tanti più protoni sono coinvolti, tanto più forte è la forza da superare.
Si pensa che l'atomo ideale sia il deuterio, o il trizio (isotopi dell'idrogeno con più neutroni). Infatti hanno un solo protone, ma ben due nuceloni (deutrerio) o tre nucleoni (trizio), quindi sono particelle con la minima forza repulsiva e con una massa relativamente bella grande (più grande è la massa, maggiore l'energia liberata nella reazione nucleare).

Quindi un atomo di deuterio ha la stessa forza di repulsione dell'isotopo di idorgeno "standard", ma praticamente il doppio della massa. Il trizio ha la stessa forza da superare, ma la massa è praticamente tripla.
Al contrario, un atomo di Helio3 ha due protoni, quindi la forza di repulsione tra due atomi è 4 volte più grande di quella del trizio, ma ha la stessa massa appunto del trizio. Molto sconveniente da questo punto di vista: il bilancio energetico è nettamente inferiore, ma parliamo comunque di reazioni nucleari, dove il guadagno è altissimo comunque.

Non c'è molto altro da dire... permette una forma di energia "pulita" e con alta resa energetica, certamente due qualità vantaggiosissime.
Purtroppo è molto raro sul nostro pianeta. E aggiungo che non siamo in grado di mantenere campi di confinamento stabili per la reazione, ad oggi.

E' questo più o meno che ti interessava o era altro?

Sì, decisamente interessante. Grazie! :D

EDIT: Un'ultima curiosità... Capisco che non esistendo ancora centrali a fusione si possa solo stimare, ma rispetto a una centrale nucleare a fissione quanta energia produrrebbero in più una ipoteticissima centrale a elio-3 e una a trizio?
Sì lo so, sono cose fantascientifiche che non ha senso chiedersi, ma io amo chiederle per questo XD

Su questo non ti posso aiutare: sono dati di cui non sono in possesso.

Prova a vedere su internet, in fondo questa è un'informazione che non richiede una formazione per poter essere compresa, credo. Tuttavia, le variabili sono moltissime e quindi i numeri cambiano a dismisura: quanta materia può essere catalizzata, quanto reggano i campi di forza per il contenimento e quanto tempo occorre per la loro "accensione", ma soprattutto, a che temperatura avviene il processo.

Grazie mille comunque!