Minnesota’da “Geleceğin Yakıtı” Keşfedildi
Helyum-3 genellikle Ay kaynağı olarak anılır; gelecekteki astronotların füzyon reaktörlerine güç sağlamak veya kuantum makinelerini soğutmak için Ay tozundan çıkarabileceği bir madde olarak görülür. Kuzey Minnesota’daki ormanların ve sulak alanların altında keşfedilmesi birçok bilim insanını şaşırttı.
Babbitt yakınlarındaki Topaz Projesi’nde yapılan sondaj çalışmaları, yerin derinliklerinde hapsolmuş gazda ölçülebilir ve kullanılabilir miktarda helyum-3 bulunduğunu ortaya çıkardı.
Laboratuvar testleri, konsantrasyonların yaklaşık 14,5 milyarda bir oranında olduğunu gösteriyor; bu da Apollo’nun Ay’dan getirdiği örneklerde ölçülen seviyelere oldukça benzer.
Woods Hole Okyanusbilim Enstitüsü’nde jeokimyacı Dr. Peter Barry liderliğindeki gaz analizleri, Minnesota’nın şimdiye kadar tespit edilen en beklenmedik helyum-3 rezervuarlarından birine ev sahipliği yapıyor olabileceğini gösteriyor.
Nadir bir helyum türü
Helyum atomları izotop adı verilen farklı formlarda bulunur. Bunlar, aynı sayıda protona sahip ancak farklı sayıda nötrona sahip atomlardır . Hepsi helyum olarak kabul edilir, ancak bazıları diğerlerinden daha ağırdır.
Helyum-3 ( 3He ) iki proton ve bir nötrona sahipken, çok daha yaygın olan helyum-4 ( 4He) iki proton ve iki nötrona sahiptir.
Dünya üzerindeki 3H’nin büyük kısmı nükleer silahlarda ve reaktörlerdeki trityumun bozunmasından kaynaklanır. Buna ek olarak, doğal gaz yataklarında hapsolmuş çok küçük miktarlarda 3H bulunur.
Dünya atmosferinde 3He yalnızca eser miktarlarda bulunur; bu miktar, Minnesota’daki yeni rezervuardaki gazdan kat kat daha düşüktür.
Az miktarda konsantrasyon, büyük etki
Bu kıymetli gazın kilosu yaklaşık dokuz milyon dolara satılabiliyor. Sektör analizlerine göre bu fiyat, onu günlük kullanılan helyumdan çok daha değerli kılıyor.
ABD kurumları rasyonlama yapıyor. 3 Nötron dedektörleri ve kriyojenik (düşük sıcaklıklarda çalışma bilimi) dahil olmak üzere çeşitli programlar için çalıştı .
Topaz helyumunun eskiyen nükleer stoklara bağlı olmaması nedeniyle, burada 3He’de yaşanacak mütevazı iyileşmeler bile uzun vadeli arz kısıtlamalarını hafifletebilir.
Pulsar Helium Başkanı ve CEO’su Thomas Abraham-James, “Bu olağanüstü helyum-3 keşfini duyurmaktan büyük heyecan duyuyoruz,” dedi.
Yeraltı gazının test edilmesi
Jetstream 1 kuyusundan alınan gaz örnekleri Ohio ve Massachusetts’teki laboratuvarlarda analiz edildi. Her iki laboratuvar da bulunan gaz konsantrasyonları ve oranları konusunda hemfikir oldu.
4He içeriği yüzde bir ile on bir arasında değişen gazlarda , 3He ile 4He oranı sabit kaldı; bu da tek bir kaynağa işaret ediyor.
Bilim insanları bu ilişkiyi havaya göre yaklaşık 0,09’luk bir 3He/4He oranı olarak ifade ediyorlar . Bu da onu tipik kabuk gazlarındakinden önemli ölçüde daha yüksek kılıyor.
Bu oranlar, gaz atomlarını kütlelerine göre sıralayan özel bir soygaz kütle spektrometresi ile ölçülmüştür.
Minnesota’da yüzyıllardır helyum depolanıyor.
Eyaletin kuzeyindeki ana kayaçlar , milyarlarca yıldır sessizce helyum üreten, eski ve uranyum açısından zengin yer kabuğundan oluşmaktadır.
Alttan gelen ısı ve yer kabuğundaki eski faylar, helyumun mineral tanelerinden ayrılmasına ve kayanın içinden yukarı doğru hareket etmesine yardımcı olur.
Topaz’da, azotça zengin gaz, taşıyıcı akışkan görevi görerek helyumu çözüyor ve karbon ağırlıklı hidrokarbonlar eklemeden yukarı doğru taşıyor.
Üst üste yığılmış sıkı kaya katmanları, helyum açısından zengin karışımın sızmasını önleyen ve konsantrasyonunun artmasına olanak sağlayan bir bariyer oluşturur.
Helyum-3’e dayanan teknolojiler
3He , yavaş nötronları çok verimli bir şekilde yakaladığı için , yasadışı nükleer madde arayan ve araştırma reaktörlerini izleyen son derece hassas dedektörlerin temelini oluşturur.
Soğutma sistemlerinde, son derece düşük sıcaklıklara ulaşmak için 3He , 4He ile karıştırılır . Bu, kuantum fiziğini kullanarak bilgiyi işleyen bir yöntem olan kuantum hesaplama için kritik öneme sahiptir.
Araştırmacılar , hafif atom çekirdeklerinin birleşerek enerji açığa çıkardığı bir reaksiyon olan füzyon için yakıt olarak 3He’yi inceliyorlar.
Helyum-3 ayrıca yoğun madde fiziğindeki özel deneyleri soğutur ve gelişmiş görüntüleme yöntemlerine güç sağlar. Bu rolleri, gazın küçük hacminin çok ötesinde bir etkiye sahip olmasını sağlar.
Helyum izotoplarının ayrıştırılması
Bilim insanları, dünya çapındaki 3He üretimini her yıl on binlerce litre olarak ölçüyor. Bu miktar, kuantum bilgisayarların ve laboratuvarların beklenen talebinin çok altında.
Gaz akışındaki 3He ve 4He’yi ayırmak zordur çünkü iki izotop , son derece düşük sıcaklıklara soğutulmadıkça aynı şekilde davranır.
Mühendisler kriyojenik damıtma ve adsorpsiyon kolonları gibi yaklaşımları test ediyorlar. Ancak şimdiye kadar hiçbir şirket gaz akışlarından saf 3He üreten bir tesis işletmiyor.
Pulsar, üniversiteleri ve teknoloji firmalarını, Topaz’ı 3He akışının önünü açabilecek ayırma yöntemleri için bir test alanı olarak değerlendirmeye davet etti .
Minnesota helyum madenciliğinin risklerini değerlendiriyor.
Minnesota’da bugüne kadar ticari olarak petrol veya doğal gaz üretimi yapılmamıştır; bu nedenle, şirketler Topaz rezervuarından yararlanmaya hazırlanırken, yasa koyucular kurallar belirliyor.
Yerel halk ve kabile yönetimleri yeraltı suyu , yaban hayatı ve gürültü konularını değerlendiriyor . Ayrıca potansiyel iş imkanları ve vergi gelirlerinin ivme kazanmasını da yakından takip ediyorlar.
Bazı topluluk üyeleri, Minnesota’nın doğalgaz kuyuları konusunda deneyimsiz olmasından endişe duyuyor. Üretime başlamadan önce düzenleyicilerin sondaj, yakma ve ıslah planlarını dikkatlice incelemesi gerektiğinde ısrar ediyorlar.
Minnesota’da Topaz, destekçilerine göre siyasi açıdan hassas bölgelerden ithalat yapmadan helyum tedarik etmenin bir yolu olarak görülüyor. Ayrıca ilçeler için önemli gelir de sağlayacak.
Topaz’da atılacak sonraki adımlar
Ay’dan 3He çıkarmayı planlayan girişim şirketleri, kuantum bilgisayarlı buzdolapları üreten firmalar ve Enerji Bakanlığı ile sözleşmeler imzaladı.
Interlune’un baş teknoloji sorumlusu Gary Lai, “Dünyada bulunan miktardan daha fazla helyum-3’e ihtiyaç duyacaklar” dedi.
Pulsar için sonraki adımlar arasında daha fazla kuyu açmak ve geri kazanılabilir helyum miktarını tahmin etmek yer alıyor. Ayrıca, ayırma teknolojisinin karlı bir projeyi destekleyip destekleyemeyeceğine de karar vermeleri gerekiyor.
Minnesota’daki helyum büyük ölçekte üretilebilirse, geleceğin potansiyel yakıtı olan helyum, ay toprağı yerine ormanlardan elde edilebilir.
Bu makale, Pulsar Helium Inc. tarafından yayınlanan bir basın bülteninden alınan bilgileri içermektedir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Minnesota’da “Geleceğin Yakıtı” Keşfedildi
Dünyada İhtiyacı Olan Tüm Gıdayı Üreten Tek Bir Ülke Var. İşte Nedeni
/Minnesota’da “Geleceğin Yakıtı” Keşfedildi/