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 помощи низкотемпературного дефлегматора. Важно понимать, что перечисленные в задании газы имеют различную температуру сжижения/кипения [latex] T_S [/latex] и кристаллизации/плавления [latex] T_F . [/latex] Эти температуры составляют, соответственно: [latex] H_2 : : : T_S \approx 20.28 K ; T_F \approx 14.01 K ; [/latex] водород [latex] He^3 : : : T_S \approx 3.19 K ; ~ [/latex] гелий-3 – сверхтекучее вещество. [latex] He : : : T_S \approx 4.215 K ; ~ [/latex] гелий – сверхтекучее вещество. [latex] D_2 : : : T_S \approx 23.65 K ; T_F \approx 18.65 K ; [/latex] дейтерий в форме тяжёлого молекулярного водорода. [latex] Ne : : : T_S \approx 27.1 K ; T_F \approx 24.55 K ; [/latex] неон. [latex] N_2 : : : T_S \approx 77 K ; T_F \approx 63 K ; [/latex] азот. [latex] Ar : : : T_S \approx 87 K ; T_F \approx 83 K ; [/latex] аргон. 1. После снижения температуры камеры дефлегматора до [latex] 24 K [/latex] – неон [latex] Ne , [/latex] азот [latex] N_2 [/latex] и аргон [latex] Ar [/latex] кристаллизуются и из камеры можно будет выпустить в отдельный отсек смесь газов, состоящую из водорода [latex] H_2 , [/latex] гелия-3 [latex] He^3 , [/latex] обычного гелия [latex] He [/latex] и молекулярного дейтерия [latex] D_2 . [/latex] 2. Новую смесь, полученную в первой перегонке необходимо охладить в камере дефлегматора до температуры около [latex] 16 K . [/latex] Дейтерий [latex] D_2 [/latex] при этом превратиться в кристаллы, а обычный водород [latex] H_2 [/latex] – станет жидким. Остаётся слить жидкий водород из камеры и переходить к третьей перегонке. 3. Почти готовую смесь дейтерия [latex] D_2 , [/latex] гелия-3  [latex] He^3 [/latex] и обычного гелия [latex] He [/latex] в третьей стадии низкотемпературной дефлегмации необходимо охладить до [latex] 4 K , [/latex] после чего обычный, более тяжёлый, гелий окажется сжиженным, и его можно будет слить, так что в камере останутся только кристаллы дейтерия [latex] D_2 , [/latex] и газообразный гелий-3  [latex] He^3 , [/latex] что и требуется по условию задачи. Далее смесь можно перевести к необходимым температурам. Необходимо понимать, что достижение столь низких температур – высоко-энерго-затратно.