道格拉斯·奧謝洛夫

氦-3 2.2 UN

道格拉斯·奧謝洛夫博士1945年生於美國,現為史丹福大學物理系教授,在博士論文寫作過程中發現了液態氦-3的三種超流動性。曾在貝爾實驗室物理部工作,擔任低溫物理和固體物理部部長,1996年獲得諾貝爾物理學獎。
道格拉斯博士在物理學方面有很深的造詣,取得了傑出的成就,為人類更加深刻和全面地認識自然、認識社會作出了積極貢獻。如果有更多像道格拉斯博士這樣的科學家湧現出來,人類對世界的認知將會達到一個更新的境界。
氦-3 (He-3)
無色,無味,無臭穩定的氦氣同位素氣體,儲存於氣瓶中的高壓氣體,天然氦-3含量是1.38x10^-6。當其含量增加導致氧氣含量低於19.5%時有可能引起窒息。配備自吸式呼吸面具。
分子量
3.01603
標準體積 6.032 m3/kg @NTP
沸點
-452°F(-270°C) @1 atm
危險
不燃燒氣體
氣瓶材質
鐵合金,鋁
DOT 標籤
Green, Nonflammable Gas
安全資料
無毒,會導致窒息。
DOT 危險等級
2.2
UN No. UN 1046
CAS No. 7440-59-7
http://www.linggas.com/3he-cn.htm
發現
1996年戴維·李(David M. Lee, 1931~)、道格拉斯·奧謝羅夫(Douglas D. Osheroff, 1945~)和羅伯特·理查森(Richard C. Richardson, 1937~)因發現了氦3(3He)中的超流動性,共同分享了1996年度的諾貝爾物理學獎。
具體介紹
在自然界,存在著3He和4He兩種同位素。4He的原子核有兩個質子和兩個中子,稱為玻色子;而3He只有一個中子,稱為費米子。20年代30年代末期,卡皮查發現4He的超流動性。朗道從理論上解釋了這種現象,他認為當溫度在絕對溫度2.17K時,4He原子發生玻色愛因斯坦凝聚,成為超流體,而像3He這樣的費米子即使在最低能量下也不能發生凝聚,所以不可能發生超流動現象。金屬的超導理論(BCS理論)的提出使得人們認為在極低溫度下3He也可能會形成超流體。但是人們一直未能在實驗上發現3He的超流動性。20世紀70年代,戴維·李領導的康奈爾低溫小組首次發現了3He的超流動性,不久,其它的研究小組也證實了他們的發現。
3He超流體的發現在天體物理學上有著奇特的套用。人們使用相變產生的3He超流體來驗證關於在宇宙中如何形成所謂宇宙弦的理論。研究小組用中微子引起的核反應局部快速加熱超流體3He,當它們重新冷卻後,會形成一些渦旋球。這些渦旋球就相當於宇宙弦。這個結果雖然不能作為宇宙弦存在的證據,但是可以認為是對3He流體渦旋形成的理論的驗證。3He超流體的發現不僅對凝聚態物理的研究起了推動作用,而且在此發現過程中所使用的核磁共振的方法,開創了用核磁共振技術進行斷層檢驗的先河,今天核磁共振斷層檢驗已發展成為醫療診斷的普遍手段。
氦3的巨大套用前景以及登月計畫
月球是解決地球能源危機的理想之地,“氦3”是一種目前已被世界公認的高效、清潔、安全、廉價的核聚變發電燃料。根據科學統計表明,10噸氦3就能滿足我國全國一年所有的能源需求,100噸氦3便能提供全世界使用一年的能源總量。但氦3在地球上的蘊藏量很少,目前人類已知的容易取用的氦3全球僅有500千克左右。而根據人類已得出的初步探測結果表明,月球地殼的淺層內竟含有上百萬噸氦3。如此豐富的核燃料,足夠地球人使用上萬年。我國探月工程的一項重要計畫,就是對月球氦3含量和分布進行一次由空間到實地的詳細勘察,為人類未來利用月球核能奠定堅實的基礎。
我國的探月計畫中,有一件事情是外國從未涉足的:我國計畫測量月球的土壤層到底有多厚,這對於我們計算月球氦3含量意義重大,如果工程順利,我們估算氦3的資源含量可能要比前人前進一步。最後,我們將研究地月空間環境,這對於地球環境和人類社會的發展都是至關重要的。
2009年7月30、31日,道格拉斯將來到西安交通大學曲江國際會展中心舉辦兩場演講。
第一場:“我的科學發現故事”
第二場:“絕對零度下,到底發生了什麼”

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