Hélium-3
Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Vous avez de L'hélium-3 (3He) est un isotope non radioactif d'hélium. Le noyau de l'hélium-3 est composé de seulement deux protons et un neutron. L'hélium-3 est très recherché pour la fusion nucléaire.
Cet élément est rare sur Terre. Issu de l'intérieur des étoiles, il est produit par le Soleil. Le vent solaire en envoie dans le restant du système solaire. Repoussé par le champ magnétique et l'atmosphère terrestres, son accumulation à la surface de la Lune est facilité par l'absence d'atmosphère sur notre satellite.
Par conséquent, la Lune en détient en abondance: les réserves estimées seraient de l'ordre du million de tonnes. Lorsqu'on sait que 25 tonnes permettent de satisfaire les besoins des USA ou de l'Union Européenne, que cette énergie permettrait aux Terriens de combler leurs besoins en énergie pour des centaines d'années, cela incite les enthousiastes à y voir un moteur puissant à son exploitation. Vision qui néglige les possibilités de substitution par d'autres moyens plus économiques : en effet, une tonne d'hélium 3 vaut plusieurs milliards de dollars... La technologie pour exploiter cette ressource est encore balbutiante.
[modifier] Utilisation en géochimie isotopique
L'hélium-3 a été piégé dans la planète lors de sa formation. Mais de l'hélium-3 est aussi ajouté aux réserves terrestres par la poussière de météorites, principalement collectée à la surface des océans. Toutefois, 3He est degazé des sédiments océaniques durant la subduction, ainsi l'apport cosmogénique de 3He n'affecte pas les concentrations du manteau.
L'hélium-3 est créé par bombardement des rayons cosmiques, et par les réactions de spallation du lithium qui se produisent dans la croûte. La spallation du lithium est le procédé par lequel un neutron de haute énergie bombarde un atome de lithium, créant un 3He et un 4He. Mais ceci demanderait des quantités significatives de lithium pour affecter le rapport 3He/4He.
Tout l'hélium degazé finit par se perdre dans l'espace, car la vitesse d'évasion excède celle necessaire pour quitter la Terre. Par conséquent, l'hypothèse que les volumes et rapports de l'hélium dans l'astmosphère terrestre sont restés globalement stables.
On a observé que le 3He est présent dans les émissions volcaniques et les échantillons de roches de dorsales océaniques. Nous ne savons pas encore comment le ³He est stocké dans la planète, mais il est associé au manteau et est considéré comme un marqueur de provonence de sources profondes.
Du fait de similitudes à la chimie magmatique de l'hélium et du carbone, le dégazage de l'hélium demande la perte de composants volatils (eau, CO2) du manteau, ce qui se produit à des profondeurs de moins de 60 km. Cependant, 3He est transporté à la surface principalement piégé dans des cristaux d'inclusions fluides.
L'hélium-4 est produit par la désintégration d'éléments radioactifs comme l'uranium (émission alpha), on dit qu'il est radiogénique. La croute continentale est enrichie en ces éléments par rapport au manteau, et par conséquent plus de 4He est produit dans la croute que dans le manteau.
Le rapport (R) de 3He sur 4He est souvent utilisé pour représenter la teneur en 3He. On peut comparer R avec le rapport actuel de l'atmosphère (Ra).
On mesure les valeurs moyennes suivantes de R/Ra:
* Croute continentale ancienne : moins de 1 * Basaltes des dorsales (MORB): 7 à 9 * Roches de points chauds: 5 à 42 * Eaux douces terrestres et de mer : 1 * Eaux des formations sédimentaires: moins de 1 * Eaux thermales : 3 à 11
On utilise le rapport 3He/4He en géochimie isotopique pour dater des eaux souterraines, estimer leurs flux, pister la pollution des eaux, et avoir un aperçu des processus hydrothermaux en géologie des roches ignées et des dépôts de minerais. On l'utilise aussi pour apporter des appuis à la théorie des panaches.
