Как разделить смесь состоящую из гелия-3(³he), гелия-4, дейтерия(d), аргона(ar), неона(ne),азота(n2) и водорода(h2)? (при этом на выходе должна собираться смесь гелия-3 и дейтерия, остальные продукты нужно удалить из смеси)

Такое разделение позволят осуществить фракционная дистилляция при низкотемпературного дефлегматора.

Важно понимать, что перечисленные в задании газы имеют различную температуру сжижения/кипения и кристаллизации/плавления Эти температуры составляют, соответственно:

водород
гелий-3 – сверхтекучее вещество.
гелий – сверхтекучее вещество.
дейтерий в форме тяжёлого молекулярного водорода.
неон.
азот.
аргон.

1. После снижения температуры камеры дефлегматора до – неон азот и аргон кристаллизуются и из камеры можно будет выпустить в отдельный отсек смесь газов, состоящую из водорода гелия-3 обычного гелия и молекулярного дейтерия

2. Новую смесь, полученную в первой перегонке необходимо охладить в камере дефлегматора до температуры около Дейтерий при этом превратиться в кристаллы, а обычный водород – станет жидким. Остаётся слить жидкий водород из камеры и переходить к третьей перегонке.

3. Почти готовую смесь дейтерия гелия-3  и обычного гелия в третьей стадии низкотемпературной дефлегмации необходимо охладить до после чего обычный, более тяжёлый, гелий окажется сжиженным, и его можно будет слить, так что в камере останутся только кристаллы дейтерия и газообразный гелий-3  что и требуется по условию задачи.

Далее смесь можно перевести к необходимым температурам.

Необходимо понимать, что достижение столь низких температур – высоко-энерго-затратно.