Вышедшие номера
Эффект скачковой диффузии изотопов гелия из образцов лунного грунта
Ануфриев Г.С.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: anufriev.massl@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 29 декабря 2009 г.
Выставление онлайн: 19 сентября 2010 г.

Подробно исследован эффект диффузии изотопов гелия из образца лунного грунта (навеска 3.3 mg, фракция крупности <74 mum, глубина отбора пробы 118 cm в колонке длиной 1.6 m грунта, доставленного автоматической станцией Луна-24). Исследования проводились методом ступенчатого нагрева в диапазоне температур 300-1000oC и масс-спектрометрического изотопного анализа гелия, выделенного на каждой температурной ступени. Показано, что диффузия не подчиняется закономерностям Фика, что связано с большим числом радиационных нарушений в кристаллах минералов лунного грунта, а описывается формализмом, принятым для скачковой диффузии. Получено, что энергия активации диффузии для обоих изотопов гелия (4He и 3He) одинакова и равна 0.5 eV, а частотный фактор равен соответственно 0.51 и 0.59 s-1. Случайные ошибки sigma определения этих параметров примерно равны 5%. Доставленный лунный грунт во время земного хранения теряет гелий. Один грамм исследованного лунного материала в начале хранения при комнатной температуре ежесекундно теряет около 3·109 атомов гелия. Обнаружен сильный изотопный эффект скачковой диффузии гелия: легкий изотоп 3He теряется в существенно большей мере. Чтобы устранить потери гелия, сопровождаемые фракционированием изотопов, доставляемый лунный грунт необходимо хранить при низкой температуре. Исследования выполнены в рамках проекта ОФН IV.15 РАН.