هلیوم چه نوع عنصری است؟

چیست؟گاز هلیوم?

برگرفته از کلمه یونانیهلیوس(به معنی "خورشید")، گاز هلیوم برای اولین بار در تاج خورشید کشف شد که حاوی ۲۵٪ هلیوم است. گاز هلیوم به عنوان دومین عنصر فراوان در جهان، به طور قابل توجهی در زمین کمیاب است. این گاز نجیب سبک وزن که از طریق همجوشی هسته‌ای و واپاشی رادیواکتیو تولید می‌شود، بی‌رنگ، بی‌بو، بی‌اثر است و پایین‌ترین نقطه جوش را در بین تمام عناصر دارد.

گاز هلیوم از کجا می‌آید؟
در زمین، گاز هلیوم در درجه اول به عنوان یک محصول جانبی واپاشی اورانیوم و توریم تشکیل می‌شود. این گاز در کنار ذخایر گاز طبیعی در زیر زمین تجمع می‌یابد و هنگامی که غلظت آن از 0.3٪ فراتر رود، به صورت تجاری استخراج می‌شود.

منابع اصلی گاز هلیوم:

• ذخایر اصلیایالات متحده (تگزاس و کانزاس)، قطر و الجزایر بزرگترین ذخایر گاز هلیوم را در اختیار دارند.

• تامین‌کنندگان برترایالات متحده، روسیه و الجزایر بر عرضه جهانی هلیوم تسلط دارند. نکته قابل توجه این است که ذخیره هلیوم فدرال ایالات متحده در تگزاس - که زمانی 30 درصد از هلیوم جهان را تأمین می‌کرد - در سال 2021 بسته شد و نگرانی‌های مربوط به عرضه را تشدید کرد.

• پتانسیل آیندهاکتشافات اخیر در تانزانیا می‌تواند تولید هلیوم را افزایش دهد، اگرچه چالش‌های استخراج همچنان پابرجاست.

کاربردهای حیاتی گاز هلیوم

فراتر از نقش شناخته‌شده‌اش در پر کردن بادکنک‌های مهمانی و کشتی‌های هوایی، گاز هلیوم برای کاربردهای پیشرفته علمی، پزشکی و صنعتی ضروری است:

1. فناوری فوق سرد:

   • هلیوم مایع تجهیزات را تا نزدیکی صفر مطلق (-273.15 درجه سانتیگراد) خنک می‌کند و امکان دستیابی به دستاوردهایی مانند ابررسانایی (مورد استفاده در قطارهای مگلو) و دستگاه‌های MRI را فراهم می‌کند.

   • برای خنک کردن راکتورهای هسته‌ای، سوخت موشک و برخورددهنده بزرگ هادرونی ضروری است.

2. حفاظت صنعتی:

   • ماهیت بی‌اثر آن، جوهای ایمنی را برای تولید فیبر نوری، نیمه‌رساناها و جوشکاری قوس الکتریکی ایجاد می‌کند.

3. کاربردهای نجات‌بخش:

   • مخلوط‌های هلیوم و اکسیژن از بیماری رفع فشار در غواصان اعماق دریا جلوگیری می‌کنند.

چرا گاز هلیوم یک منبع در معرض خطر است؟

1. تجدیدناپذیر و کمیاب:

   • گاز هلیوم پس از آزاد شدن در جو، قابل تجدید نیست، زیرا به فضا فرار می‌کند.

   • ذخایر محدود جهانی به سرعت در حال کاهش هستند و زنجیره‌های تأمین را تهدید می‌کنند.

2. نوسان قیمت:

   • هزینه‌ها در عرض پنج سال ۲۵۰ درصد افزایش یافت که ناشی از اختلالات عرضه بود (به عنوان مثال، محاصره قطر در سال ۲۰۱۷، ۳۰ درصد از عرضه جهانی هلیوم را کاهش داد).

3. چالش‌های بازیافت:

   • با وجود خطرات ناشی از جوشیدن هلیوم مایع، زیرساخت‌های بسیار کمی برای بازیافت آن وجود دارد.

4. تأثیر جهانی:

   • تأمین ایمن هلیوم با هدف توسعه پایدار شماره ۳ سازمان ملل متحد (سلامت و رفاه) همسو است، زیرا این گاز، قدرت تشخیص‌های پزشکی حیاتی مانند اسکنرهای MRI را تأمین می‌کند.