Helium-3 er en stabil isotop av grunnstoffet helium. Isotopen har ett nøytron i atomkjernen i stedet for de to som finnes i vanlig helium. Den største mengden helium-3 ble dannet kort tid etter Big Bang, og noe av det som er i jordens atmosfære, ble dannet som en bivirkning av atomvåpentesting.
Den lettere heliumisotopen antas å ha vært innebygd i jorden på tidspunktet for planetens dannelse, og store mengder av isotopen finnes i jordens kjerne. Stoffet er svært uvanlig på jordoverflaten, men spor kan finnes i vulkansk bergart i havet. Forekomsten tyder på at det er en ukjent mekanisme som gjør at gassen slipper ut av kjernen.
Ny forskning publisert i Nature Geoscience indikerer at heliumisotopen «smugles» opp fra kjernen og inn i jordkappen av et bestemt mineral.
Magnesiumoksid beveger gassen oppover
Magnesiumoksid, en kjemisk forbindelse mellom magnesium og oksygen, finnes ofte i jordens indre. Forskningsresultatene tyder på at mineralet, via en spesiell prosess kalt «exsolution», avblanding, kan bringe helium opp fra kjernen og mot jordkappen.
Når magnesiumoksid beveger seg opp fra kjernen mot grensen til den flytende ytre kjernen og jordmantelen, der temperaturene er lavere, går det fra et homogent mineral til flere krystallinske varianter. Magnesiumoksidet drar også helium-3-isotopen med seg oppover, ifølge forskerne.
Jie Deng og Zhixue Du, forskere ved Princeton University og det kinesiske vitenskapsakademiet, er ikke de første som anerkjenner rollen til magnesiumforbindelser i jordens indre prosesser. Tidligere forskning har pekt på hvordan bevegelsen av magnesiumoksid gjennom jordens kjerne spiller en rolle for å holde bevegelsene i jordens indre i gang, og dermed også jordens magnetfelt.
Helium-3 er et potensielt fusjonsdrivstoff
Lignende prosesser som den som bringer helium-3 fra kjernen til mantelen, kan også ligge bak transporten av stoffer som er viktige for liv fra jordens indre. Mantelen og jordskorpen kan ha blitt beriket med stoffer gjennom lignende prosesser gjennom historien, ifølge forskerne.
Helium-3 er et interessant stoff, blant annet fordi det kan brukes i fusjon. Ved fusjon av helium-3 og tungt hydrogen eller mellom to helium-3-atomer kan energi utvinnes. I motsetning til deuterium-tritium-fusjon (sammensmeltingen av to hydrogenisotoper), produserer ikke reaksjonene med helium-3 noen høyenerginøytroner.
I mange av dagens forsøk og fusjonsanlegg som undersøker mulighetene for fusjon, er det nettopp deuterium og tritium som brukes. Høyenerginøytronene som produseres, er problematiske fordi de kan gjøre reaktorkomponenter radioaktive. Det kreves imidlertid høyere temperatur for å oppnå fusjon med heliumisotopen.
Artikkelen ble først publisert på Ny Teknik
