인공 헬륨

• 핵반응 실험 등으로 얻은 헬륨
• 대량 생산은 불가, 소량 생산, 고가
• 인공 합성은 주로 핵물리학 연구나 의료용 방사선 치료에 활용
• 태양의 에너지 발생 원리를 설명하기 위해 아서 스탠리 에딩턴 경(Sir Arthur Stanley Eddington, 1882 ~ 1944) 같은 천체물리학자가 1920년대에 수소 핵융합을 통해서 헬륨 생성 이론을 제시
• 1950년 미국과 소련의 핵융합 연구에서 중수소·삼중수소 융합 반응을 통해 헬륨-4가 실제로 생성됨을 확인

 

대표적인 방법

 

1. 핵융합 반응

 

 

• 수소 동위원소(중수소, 삼중수소)를 고온·고압에서 융합시키면 헬륨 원자핵이 생성
• 태양 내부에서 일어나는 반응과 동일한 원리으로 1천만 도 이상의 초고온 환경 필요하며 강력한 자기장이나 레이저로 압축
• 인공적으로는 핵융합 실험 장치(토카막, 레이저 핵융합 등)에서 소량 생산
• 핵융합 조건 → 핵융합 반응 유도  → 헬륨 원자 형성

 

2. 방사성 붕괴

 

• 우라늄·토륨 같은 무거운 원소가 알파 붕괴할 때 헬륨 원자핵(알파 입자)이 방출
• 이 알파 입자가 전자를 얻으면 헬륨 원자가 됨

 

3. 입자가속기 실험

 

 

• 리튬 같은 가벼운 원소를 고속 입자로 충돌시키면 알파 입자(헬륨 원자핵)가 방출됨.
• 의료용 방사선 치료 등에서 활용되기도 함