¿Qué es el helio-3 y podríamos obtenerlo de la luna?


Uno de los activos más valiosos de la Universidad de Lancaster se almacena en barriles de cerveza.

Pero no es en uno de los bares de estudiantes.

En un laboratorio cuidadosamente cerrado, hay filas de barriles de metal dispuestos en estantes y unidos entre sí por delgadas tuberías de cobre.

Los contenedores no están cargados con cerveza premiada, sino con un gas llamado helio-3, uno de los materiales más caros del mundo. Un solo litro cuesta aproximadamente 2.000 dólares (1.500 libras esterlinas), aunque el precio puede fluctuar.

“El laboratorio funciona desde hace unos 50 años. En aquel entonces, el helio era bastante barato”, dice Dima Zmeev, profesor titular. “Nuestros muy sabios predecesores se abastecieron”.

En un futuro próximo, más personas podrían intentar acumular dicha reserva. El helio-3 tiene aplicaciones en computación cuántica y fusión nuclear. Sin embargo, la principal fuente hoy en día está estrictamente controlada: proviene de las armas nucleares. Específicamente, de la desintegración del tritio, una forma de hidrógeno, dentro de esas armas.

Es probable que en todo el mundo se produzcan de esta manera decenas de miles de litros de helio-3 cada año, estima David McCollum, distinguido científico del Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee. Pero la demanda futura podría superar con creces esa oferta.

Algunos empresarios e investigadores dicen que necesitamos nuevas fuentes de helio-3. Existe en el suelo, aunque generalmente en concentraciones muy bajas.

Sin embargo, muestras de polvo lunar, o regolito, de las misiones Apolo sugieren que puede estar presente allí en concentraciones relativamente altas. Como tal, ahora hay planes en marcha para recuperar helio-3 de la luna.

El helio-3 es un isótopo de helio, definido por la cantidad de neutrones en el núcleo del átomo. El helio-4, con un neutrón adicional, es la versión comparativamente más barata: un gas que llena los globos de las fiestas infantiles.

Zmeev utiliza helio-3 en experimentos de física. Por ejemplo, llena pequeñas cámaras con este material, en un proyecto para detectar un tipo de misteriosa partícula de materia oscura.

Si una partícula de este tipo chocara contra uno de los átomos de helio-3, todos se sacudirían. Esto genera calor y se puede medir ese ligero aumento de temperatura.

El helio-3 se puede reutilizar una y otra vez.

Los científicos mezclan helio-3 y helio-4 a temperaturas muy bajas para crear las temperaturas más bajas del universo conocido, hasta el rango de mikelvin (-273 °C).

Cuando los átomos de helio-3 se separan gradualmente de una mezcla diluida que contiene los dos isótopos, forman una capa de helio-3 puro en la parte superior. Esta separación es un cambio de fase que consume energía, induciendo un efecto de enfriamiento, como cuando el vapor se evapora de una taza de agua caliente.

El enfriamiento a base de helio-3, o refrigeración por dilución, es crucial para las computadoras cuánticas.

Y el helio-3 también podría utilizarse en algunos reactores de fusión nuclear., externo algún día crear grandes cantidades de energía limpia.



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