ویژگی های هلیوم چیست؟

در سال 1868 منجمان تلسکوپ های خود را به سمت فضا و خورشید می گرفتند و نمی دانستند که در آینده جدول تناوبی عناصر را گسترش خواهند داد.

هدف آن ها تشخیص مواد عمده ی تشکیل دهنده ی کهکشان های خورشیدی بود. هنگامی که طیف های نوری متفاوت و جدیدی از سمت خورشید به دست آمد، مشخص شد که عناصر کشف نشده ای هنوز وجود دارند. گاز اسرار آمیزی در اطراف خورشید و ستارگان وجود داشت که بعدها مشخص شد گاز هلیوم بوده است. گازی فوق العاده بی اثر! ممکن است شما هلیوم را به عنوان تزیین کننده ی بادکنک های مهمانی یا عاملی برای تفریح با تغییر صدا بشناسید. اما، کاربردهای هلیوم بسیار فراتر و مهمتراست. از تجهیزات ضروری آزمایشگاه های علمی گرفته تا اسکنر های پزشکی از این عنصر استفاده می کنند.

فراوانی هلیوم در کره ی زمین

درحالیکه هلیوم شگفت انگیز، دومین عنصر فراوان در جهان هستی محسوب می شود، به ندرت می توان در کره ی زمین به آن دست یافت. طبق گفته ی مدیر سیاست های علمی انجمن فیزیک آمریکا همه ی پیشرفت های علمی از جمله تولید مواد دارویی جدید همگی به وجود هلیوم وابسته است. متاسفانه هلیوم بازار شکننده ای دارد.از سال 2011 تا 2013 صنعت هلیوم با افت 20 درصدی و کمبود هلیوم برای بسیاری از کاربردها مواجه بوده است.

حالا پس از 150 سال از کشف هلیوم عرضه ی این گاز گرانبها با آشفتگی رو به روست. چگونه می توان آینده ای پایدار برای هلیوم تامین کرد؟

ویژگی های هلیوم

با داشتن نقطه جوش نزدیک ب منفی 452 فارنهایت، باید هلیوم مایع را سردترین عنصر جهان هستی دانست. در فشار استاندارد هرگز نمی تواند هلیوم را به حالت جامد در آورد و از آن به عنوان بهترین خنک کننده استفاده می شود. آهنرباهای ابر رسانا که در اسکنر های مهمی نظیر MRI یا تجهیزات آزمایشگاه های شیمی استفاده می شود، نیاز دارند تا با ماده ای خنک نظیر هلیوم مایع سرد شوند.

درست همانند دیگر گاز های نجیب، هلیوم نیز گازی بی اثر است و این موضوع ارزش آن را در بخش تولید دو چندان می کند. تولید کنندگان انواع نیمه هادی از هلیوم برای کمک به گردش بخار شیمیایی و گرما استفاده می کنند.یکی از کاربردهای هلیوم در غواصی است که غواصان عمیق در دریاها مخلوطی از گاز های اکسیژن و هلیوم را تنفس می کنند.

هلیوم در جو زمین

صدها میلیون سال است که فروپاشی رادیواکتیو عناصر دراعماق زمین منجر به تولید هلیوم شده است. در برخی از نقاط هلیوم در لایه های زیرین زمین محبوس شده است و در جایی که راهی به سمت فضای بیرونی پیدا کرده، به دلیل داشتن وزن بسیار کم به سرعت از گرانش زمین فرار می کند.

در حال حاضر استخراج هلیوم از هوا از نظر اقتصادی به صرفه نخواهد بود و منابع هلیوم برای صنعت و کاربردهای مختلف از محل سوخت های فسیلی تامین می شود. هر ساله جهان 6.2 میلیارد فوت مکعب هلیوم را مورد استفاده قرار می دهد. بخشی از مصارف مربوط به پر کردن بادکنک های هلیومی خواهد بود.

تامین کنندگان هلیوم

در دنیا عرضه ی هلیوم برای هر شرکت تامین کننده ی گازی مقرون به صرفه نیست و معمولاً چند عرضه کننده ی مشخص اقدام به تامین هلیوم برای بازار می کنند. در دنیا تنها 14 مرکز برای تولید هلیوم مایع وجود دارد که 7 مورد در آمریکا و مابقی در دیگر کشور ها مانند قطر، الجزیره، روسیه، لهستان و استرالیا قرار دارد.

تنش های سیاسی در کشورهای عربی مستقیماً بر عرضه ی هلیوم تاثیرگذار است و قطر به عنوان یکی از بزرگترین تولید کنندگان هلیوم مسئولیت تولید 30% از هلیوم مورد نیاز دنیا را بر عهده دارد.

ذخایر در معرض خطر

بازار مرکزی هلیوم در دنیا در ایالات متحده آمریکا، تگزاس در آماریلو قرار دارد. تشکیلات گسترده ی زیر زمینی در این منطقه منبع راهبردی هلیوم در دنیا محسوب می شوند. می توان گفت این منبع به تنهایی مصرف 15 سال هلیوم تمام دنیا را تامین می کند. اما باید به این نکته توجه داشت که تمام ذخایر هلیوم در دنیا رو به اتمام هستند.

حدود 40% از منابع هلیوم در ایالات متحده در منطقه ی آماریلو وجود دارد و این ذخایر هلیوم خام به پالایشگاه های خصوصی در امتداد خط لوله ی تگزاس به کانزاس فرستاده می شود.

بازیافت هلیوم

کمبود هلیوم را تنها می توان با دو راهکار عمده جبران کرد. اولی یافتن منابع جدید برای تامین هلیوم که خود منابع تمام شدنی دیگری خواهند بود و دیگری صرفه جویی در مصرف با روش هایی نظیر بازیافت گاز هلیوم و ممانعت از رها شدن آن در جو زمین.

دولت ها و سیاست گذاران به خوبی از کمبود پیش رو در جهان آگاه هستند و اهمیت حیاتی گاز هلیوم در زندگی بشر را می دانند. به همین دلیل آژانس های مختلفی مسئولیت برنامه ریزی برای رفع این مساله را بر عهده دارند. برای مثال بنیاد ملی علوم در آمریکا برنامه ای در مقیاس کوچک برای تجهیز آزمایشگاه ها با سیستم های بازیابی مجدد هلیوم در دستور کار دارد.

آگاهی دادن به مردم

در کنار تمام برنامه ریزی ها در خصوص تامین منابع مورد نیاز هلیوم، نکته ی مهم دیگری وجود دارد و آن اهمیت آگاهی دادن به مردم دنیا در خصوص حیاتی بودن وجود و پایداری هلیوم برای زندگی آن ها و لزوم صرفه جویی در مصرف این گاز با ارزش است.

منبع: https://bit.ly/3dm91On