헬륨3가 왜이리 비싸고 귀한건지 궁금해요
헬륨2나 헬륨4는 구하기도 쉽고 비싸지 않다고 하는데요 그렇다면 헬류3가 왜이리 비싸고 그리고 귀한이유와 쓰임새가 무엇인가요
네, 질문해주신 것처럼 헬륨 동위원소 중에서 특히 헬륨-3(³He)는 헬륨-4(⁴He)에 비해 매우 귀하고 값비싼 자원으로 취급되는데요, 우선 지구 대기나 천연가스에서 얻어지는 헬륨의 대부분은 ⁴He입니다. ³He는 천연 헬륨 중 10만 분의 1 이하 수준밖에 존재하지 않는데요, 지구에서 자연적으로 생성되는 ³He의 주요 원천은 방사성 동위원소인 트리튬(³H, 삼중수소)의 붕괴인데, 이마저도 양이 매우 제한적입니다. 또한 인공적으로 ³He를 얻으려면 원자로에서 트리튬을 만들고, 트리튬이 붕괴될 때 나오는 ³He를 분리해야 하는데요, 트리튬은 군사용 핵무기와 연관성이 깊어 국제적으로 생산과 유통이 엄격히 통제되고 있으며 따라서 ³He의 생산 자체가 희소하고 고비용 구조입니다.
이와 같은 헬륨-3는 희귀하지만 매우 특별한 성질 덕분에 과학과 산업에서 중요한 역할을 맡고 있는데요, ³He는 ⁴He보다 훨씬 낮은 온도에서도 액화가 가능합니다. 특히 ³He/⁴He 혼합 냉동기를 이용하면 밀리켈빈(10⁻³ K) 단위의 극저온까지 도달할 수 있어, 양자컴퓨터, 초전도 연구, 기초 물리학 실험에 필수적입니다. 또한 ³He는 중성자를 잘 포획하는 성질이 있어서, 공항 보안 검색, 원자력 시설에서의 방사선 탐지기에서 사용되며, 원래 미국에서 테러 방지용으로 수요가 폭발적으로 늘어나 가격이 치솟은 적도 있습니다. 감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 정철 박사입니다.
다른 헬륨 동위원소와는 다르게 헬륨 3는 지구에 거의 존재하지 않기 때문입니다 그래서 달등에서 채굴하고자 국제 연합을 하는것입니다