Opiekun naukowy
| Imię i nazwisko : | Grzegorz Zuzel | |
| Email: | Grzegorz.zuzel@uj.edu.pl | |
| Zakład: | Zakład Doświadczalnej Fizyki Komputerowej | |
| Pracownia: | Laboratorium niskich aktywności | |
| Strona www grupy: | http://zdfk.if.uj.edu.pl/ |
Krótki opis
He-3 jest bardzo rzadkim i stabilnym izotopem helu, który powstał podczas formowania się Ziemi i jako bardzo lekki ciągle ulatnia się w przestrzeń kosmiczną. W ostatnich dekadach He-3 był produkowany głównie w ramach programów skupiających się na pozyskiwaniu paliwa jądrowego, dlatego obecnie praktycznie jedynym źródłem He-3 jest rozpad beta H-3. W konsekwencji dostępność He-3 jest bardzo ograniczona, jego koszt jest bardzo wysoki, a na produkcję wpływa brak odpowiedniej technologii, która zaspokoiłaby zapotrzebowanie rynku. He-3 jest np. masowo wykorzystywany w detektorach neutronów i w ramach programów mających zapobiegać rozprzestrzenianiu się materiałów rozszczepialnych. Ponadto He-3 ma też duże znaczenie w innych dziedzinach, takich jak medycyna (rezonans magnetyczny) oraz fizyka ultra-niskotemperaturowa (np. badania właściwości materiałów, astrofizyka, komputery kwantowe) gdzie wykorzystyje się chłodziarki oparte o He-3.
Problem niedoboru He-3 może zostać rozwiązany poprzez zastosowanie nowatorskiej technologii produkcji He-3 z naturalnego helu, który jest z kolei pozyskiwany z odwiertów gazowych. Konieczne jest to tego zbudowanie aparatury pozwalającej na wykorzystanie różnicy w lepkości He-3 i He-4 w temperaturach rzędu 1 - 2 K. He-4 staje się wtedy nadciekły i może być oddzielony od He-3.
W ramach realizowanej pracy magisterskiej studenci zapoznają się z technikami spektrometrii masowej. Głównym tematem pracy będzie opracowanie metody pomiaru He-3 w He z wykorzystaniem wysokoczułego spektrometru masowego oraz realizacja programu badań próbek He pochodzących od różnych dostawców z Polski (np. Odolanów) i Europy. Wynikiem przeprowadzonych prac będzie identyfikacja źródła (źródeł) gazu z najwyższą koncentracją He-3. Może on być później wykorzystany do ekstrakcji tego izotopu.
Główne narzędzia badawcze
- Ultra-czuły spektrometr masowy do gazów.
Wymagania w stosunku do kandydata
- Podstawowe informacje na temat gazów, spektroskopii mass i analizy danych.