Tuesday, November 24, 2009

El ejemplo del Helio 3

Esta historia la leí en el número de octubre de 2009 de la revista Physics Today (www.physicstoday.org) y trata sobre la escasez de Helio 3.
Los átomos de Helio 3 (He-3 o 3He) tienen un núcleo con dos protones y un neutrón, siendo pues un isótopo ligero del Helio "habitual" el cual cuenta con dos protones y dos neutrones. Por cada millón de átomos de Helio, uno es de 3He. El Helio es un gas inerte (es un gas noble) y, en general, no se combina con otros elementos o compuestos. Por su pequeña masa (el Helio es el segundo elemento más simple), los átomos de Helio no son retenidos por la atmósfera terrestre y se escapan al espacio. Así, la concentración de He en la atmósfera es de 5 partes por 10,000 o (0,0005%). Los átomos de He se forman como consecuencia de la desintegración radiactiva de elementos pesados como el Uranio y así, puede encontrarse en la corteza terrestre. Sin embargo, sus concentraciones son tan bajas, que no se pueden extraer cantidades importantes de este isótopo de manera "natural".
A pesar de su rareza, el 3He es muy utilizado en la industria. Especialmente en la tecnología de muy bajatemperatura (el helio líquido permite obtener las temperaturas más bajas, del orden de la centésimas de Kelvin). ¿De donde proviene el 3He utilizado por la industria? Sencillamente, se obtiene como subproducto del tritio (Un protón y dos neutrones, es decir es un isótopo del Hidrógeno). ¿Y el tritio? Pues también es un isótopo raro y su producción ha estado ligado a la producción de bombas nucleares. En definitiva, el 3He se recoge a partir del desmantelamiento de armas nucleares. Con la paulatina disminución de armas nucleares, ha disminuido la cantidad de 3He disponible. Si hace un par de años, el precio de un litro de 3He era de $100, hoy en día cuesta $2000. Las reservas de 3He se desconocen ya que si se hicieran públicas se podría estimar la cantidad de bombas nucleares que los gobiernos habían construido.
La demanda de 3He ha ido aumentando estos últimos años, provocada por la investigación en computación cuántica, nanotecnologías, investigaciones médicas, y aplicaciones de defensa. La escasez de 3He ha sido un hecho sorprendente para la gran mayoría de usuarios. El síntoma habitual de esta escasez aparece cuando quieren comprar, ya que nadie tiene 3He para vender. Personajes clave en estos sectores han pronosticado que la carencia de 3He supondrá la pérdida de puestos de trabajo y la desaparición de tecnologías punteras.
La principal causa de este súbito encarecimiento de 3He ha sido su acaparamiento por el Ministerio de Seguridad Nacional (Department of Homeland Security) que usa el 85% de 3He para los contadores de neutrones utilizados en las principales aduanas para evitar la entrada ilegal de material nuclear en los Estados Unidos. La situación puede empeorar aun más, ya que el gobierno americano presiona a otros gobiernos para generalizar mundialmente el uso de contadores de neutrones. Las únicas esperanzas de las tecnologías basadas en el 3He son: buscar tecnologías alternativas (aunque no todas las aplicaciones disponen de alternativas) y presionar al gobierno para el uso de tecnologías alternativas para contadores de neutrones. En algunos de estos casos, las alternativas suponen el uso de materiales menos eficientes y de mayor toxicidad (como el uso de BF3 en contadores de neutrones).
La Asociación Americana para el Avance de las Ciencias organizará en febrero de 2010 unas sesiones de trabajo para hacer llegar esta problemática a la comunidad científica interesada, y una comisión multiministerial del gobierno americano se ha creado para priorizar la disponibilidad de este material, tan importante pero tan escaso, entre los diferentes usuarios. Eso sí, el país al cuál se le supone la mayor reserva de 3He: Rusia.

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