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氦3的可用性随着新的供应协议而增加
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工业气体巨头液化空气集团签署了一项长期协议,从加拿大核电公司购买氦3(3 He)。该安排创造了超稀有气体的第一个重要私人供应,这是一种用于深低温、核科学和量子计算的轻氦同位素。

液化空气集团将从Laurentis Energy Partners 从核电副产品中提取的3 He 进行进一步纯化,并将其包装出售。Laurentis 项目总监 Jennifer Chapin 表示,最初的产量将在每年 5,000 到 10,000 升之间,这确实在市场可用性方面带来了转变。

尽管这种气体可用于医学成像和其他核科学,但科学仪器制造商布鲁克的低温学专家帕特里克·威库斯预计,新供应的主要应用是量子计算,这需要接近 0 K 的工作温度。

传统的液体4 He 冷却降低到 1–4 K。为了更冷,科学家们将超冷3 He 和4 He 混合;混合产生的熵增益进一步冷却系统。称为3 He- 4 He 稀释,该过程可以获得低至 5 mK。

Wikus 说,在一台典型的冷却器中添加3 He 的成本为 30,000 到 40,000 美元,而如今的成本约为每升 1,000 美元。按照这个价格,回收是必须的。Wikus 表示,“当我攻读博士学位时,我有 20 L 的3 He。如果我失去了那些,那我的论文就是这样。

Wikus 表示,新供应可能会降低进入量子计算的门槛。九月份,液化空气集团在这方面作出的初始投资时,购买的80%的股份3氦4他稀释设备制造商CryoConcept。

地球上形成氦3的主要方式来自氚(氢的重同位素)的放射性衰变。氦3他本身没有放射性。

美俄军队使用氚来提升部分核武器的破坏力;今天可用的氦3通常来自从炸弹中取出以保持高浓度的氚。其中大部分留在政府手中,供寻找走私核材料的港口检查员用于中子探测器。

一种称为加压重水反应堆的核电站也会产生氚作为废物流。11 月,Laurentis 开始从多伦多附近的 Darlington 核电站的氚库存中提取3 He,该核电站由 Laurentis 的母公司 Ontario Power Generation 拥有和经营。

Chapin 表示,核电行业将可能是有价值的原料的废物视为废物,从而错失了机会。“在很多地方,我们在展望和适应副产品的未来用途方面做得非常糟糕,”她说。例如,除了3 He 生产之外,Laurentis 还在研究医用同位素。“我们需要弄清楚如何更好地构建它,”Chapin 说。

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