Instytut Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk

Pozyskiwanie izotopu 3He z ciekłego 4He

Projekt finansowany przez NCBiR, program INNOTECH, ścieżka programowa In-Tech

Konsorcjum Naukowe:
IFM PAN - PGNiG SA O. w Odolanowie - PWr

Okres realizacji: sierpień 2012 - 31 marzec 2016

Światowy rynek odczuwa obecnie dotkliwe braki zaopatrzenia w izotop helu - 3He. Aktualnie głównym źródłem 3He są składy radioaktywnych produktów, w tym broni jądrowej. Ogólnoświatowa tendencja ograniczania zasobów tej broni to jeden z głównych powodów, dla których trudno spodziewać się wzrostu podaży 3He przy stale rosnącym popycie wygenerowanym zagrożeniem terrorystycznym - 85% obecnego na rynku 3He wykorzystywane jest aktualnie w detektorach neutronów. Izotop 3He w przyszłości może odegrać również ważną rolę w rozwiązaniu problemów energetycznych naszej planety. Poszukiwania tego rzadkiego na Ziemi izotopu obecnie rozpoczęto już w najbliższym jej otoczeniu a więc głównie na Księżycu. Brane są również pod uwagę planety naszego układu nie posiadające osłonowego pola magnetycznego. Eksploatacja tych, wprawdzie bogatych źródeł, lecz jednak bardzo odległych, będzie wymagała olbrzymich nakładów finansowych i z konieczności będzie mocno rozciągnięta nie tylko w przestrzeni ale i w czasie.

Na rynkach europejskim i światowym sytuacji związanej z niedostatkiem 3He może zaradzić, w pewnym stopniu, podjęcie próby odfiltrowania 3He z ciekłego helu pochodzącego z gazu ziemnego. Polska jest tu w uprzywilejowanej sytuacji posiadając jedyne w Europie źródło ciekłego helu umiejscowione w Odolanowie - PGNiG SA Oddział w Odolanowie. Oddział ten zajmuje się głównie oczyszczaniem gazu ziemnego z azotu metodą niskotemperaturową umożliwiającą pozyskiwanie z tego gazu również ciekłego helu stanowiącego mieszaninę 4He z niewielkim (rzędu pojedynczych ppm) dodatkiem 3He.

Problem braku izotopu 3He okazał się na tyle poważny, że na zamówienie Kongresu Amerykańskiego opracowany został raport omawiający zagadnienia związane z możliwościami rozwiązania tej trudnej sytuacji. Realizowany w prezentowanym projekcie proces wzbogacania 4He w 3He, oparty o wykorzystanie nowoczesnych filtrów entropowych, w raporcie tym wymieniany jest jako jeden z podstawowych, możliwych do zrealizowania. Jednak jego opłacalność określana jest pozytywnie tylko w przypadku istniejących już instalacji produkujących ciekły hel. Z taką sytuacją mamy do czynienia właśnie w Polsce i tę sytuację postanowiło wykorzystać Konsorcjum Naukowe ”IFM PAN – PGNiG SA Oddział w Odolanowie – PWr” zawiązane w celu realizacji zadań związanych z omawianym projektem pomiędzy trzema partnerami: Instytutem Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu (IFM PAN) – liderem projektu, Polskim Górnictwem Naftowym i Gazownictwem SA Oddział w Odolanowie (PGNiG SA Oddział w Odolanowie) – partnerem gospodarczym oraz Politechniką Wrocławską (PWr) – partnerem naukowym.

Promocja projektu

  • INNOTECH - galeria
  • Publikacje:
  • Wystąpienia konferencyjne:
    • W. Kempiński, Filtry entropowe, PoWieFoNa2013, Czwarte Warsztaty Nanotechnologiczne, 25-28 czerwca 2013, Centrum Nanotechnologii Politechniki Gdańskiej, Gdańsk
    • W. Kempiński, Sz. Łoś, M. Kempiński, Carbon nonmaterials as Entropy Filters,  VIII International Scientific and Technical Conference  “ Carbon Materials & Polymer Composites – development in preparation, investigation and application” , Ustroń - Jaszowiec , 12-15 listopad 2013 r.
    • M. Chorowski, J. Poliński, W. Kempiński, Z. Trybuła, Sz. Łoś, K. Chołast, A. Kociemba, Continuous flow system for controlling phase separation near transition, 2013 Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference, 17 Jun – 21 Jun, 2013, Anchorage, Alaska
    • W. Kempiński, Sz. Łoś, M. Wróblewski, M. Włoszczyk, Charakterystyki Filtrów Entropowych, PoWieFoNa2014, Piąte Warsztaty Nanotechnologiczne, 16-18 czerwca 2014, Szczecin, str. 22
  • Film:

Tło strony

Żel fizyczny utworzony przez żelator methyl-4,6-O-(p-nitrobenzylidene)-α-D-glukopyranozę z butanolem w stężeniu 2%, obraz z polaryzacyjnego mikroskopu optycznego