هلیوم و کاربردهای آن

خبرهای مختلفی در دنیای وب همه روزه از جلوی چشم کاربران عبور می کند و ممکن است بسیاری از آن ها حقیقت نداشته باشد. امروز می خواهیم در مورد یکی از این خبرها صحبت کنیم: جهان با کمبود و اتمام منابع هلیوم رو به رو است و در طول زندگی بشر هلیوم تمام می شود. این مسأله ی بسیار مهمی است. در مورد صحت این خبر با یک اظهار نظر ساده نمی توان تحلیلی ارائه داد. پس اجازه بدهید تا با هم بررسی کنیم که در مورد هلیومم در دنیا چه می گذرد؟

در کنار پر کردن بادکنک های هلیومی برای مهمانی ها و مجالس و هم چنین تغییر صدا به منظور تفریح، چه کاربرد های مهم دیگری وجود دارند که باید نگران اتمام منابع هلیوم در دنیا باشیم؟ و اینکه آیا جهان با اتمام این گاز سبک تر از هوا در آینده ای نه چندان دور رو به رو خواهد شد یا خیر؟

هلیوم: عنصری پر کاربرد

هلیوم عنصر شگفت انگیزی است و کاربردهای بسیار فراتری از پر کردن بادکنک های شناور در هوا و تغییر صدا دارد. به رغم اینکه هلیوم دومین عنصر فراوان در جهان هستی شناخته شده است (پس از هیدروژن که سبک تر و آتشگیر است)، در کره ی زمین در هر نقطه ای نمی توان به هلیوم دست پیدا کرد. زمانی که یک بادکنک هلیومی می ترکد، هلیوم خارج شده از آن با هوا مخلوط می گردد و به دلیل اینکه چکالی بسیار کمتری نسبت به هوا دارد و بسیار سبک تر است، به بالاترین لایه های جو زمین صعود می کند و از آنجه به وسیله ی وزش بادهای خورشیدی از کره ی زمین فاصله می گیرد و باید گفت خداحافظ هلیوم!

هلیومی که امروز در دسترس ماست چگونه به دست می آید؟

هلیوم مصرفی امروز بشر از منابع زیر زمینی گاز طبیعی و از دل زمین به دست می آید. در واقع هلیوم در این نقاط محبوس است و مورد استخراج قرار می گیرد. با استخراج گاز طبیعی که منبعی برای تأمین انرژی به شمار می رود، می توان هلیوم را نیز به دست آورد و پس از خالص سازی برای کاربردهای تعریف شده مورد استفاده قرار داد.

تشکیل هلیوم محبوس در دل زمین چگونه است؟

بیشتر هلیوم حبس شده در زمین از عناصر سنگین دیگر حاصل می شود. قرار گرفتن عناصر در معرض رادیواکتیو مانند اورانیوم و توریوم منجر به فروپاشی عناصر اطراف می شود. پس در طول زمان عناصر در معرض رادیو اکتیو هلیوم تولید می کنند. زمانی که یک عنصر دچار فروپاشی می شود، از یک اتم سنگین به دو اتم سبکتر شکسته می شود. معمولاً اتم های حاصل شده در اندازه با هم برابر نیستند و معمولاً یکی از آن ها عنصر کوچکتری مانند هلیوم خواهد بود که تنها دو پروتون و دو نوترون دارد.

ترکیب هلیوم با عناصر دیگر

هلیوم عنصر فوق العاده پایداری است، یه این معنی که امکان برقراری پیوند با عناصر دیگر را ندارد. به همین دلیل نمایل برای خالص ماندن دارد و ترکیبی از آن در طبیعت یافت نمی شود. مسائلی که توضیح داده شد نشان می دهد عنصر هلیوم در کنار مواد رادیواکتیو همواره در دل زمین در حال تولید شدن است.

کاربردهای هلیوم از درمان تا بالن

برخلاف تصور بسیاری از افراد مهمترین کاربرد هلیوم پر کردن بادکنک ها نیست و از آن برای مقاصد درمانی در خنک کردن دستگاه های پر کاربرد و حیاتی پزشکی استفاده می شود. هلیوم نقطه ی جوش بسیار پایینی دارد و می توان گفت تنها عنصری است که در دمای نزدیک به صفر مطلق مایع می ماند. یعنی تقریباً جامد کردن هلیوم غیر ممکن خواهد بود. این ویژگی سبب می شود هلیوم بهترین گزینه برای خنک سازی ابر آهنربا ها باشد. این فناوری برای عکسبرداری از درون بدن و همچنین از ترکیبات شیمیایی توسط MRI و NMR استفاده می شود. از این ویژگی هلیوم برای برخی از رایانه های کوانتومی نیز بهره می گیرند.

دیگر کاربردهای هلیوم

همچنین از هلیوم برای نشتی یابی در ابزار های تحت خلأ یا تحت فشار استفاده می شود. هلیوم می تواند نقش گاز محافظ در جوشکاری را نیز داشته باشد و همچنین به عنوان گاز تنفسی مخلوط با اکسیژن برای غواصان در آب های عمیق بسیار کمک کننده است. می توان گفتت تنها 7% از هلیوم تولید شده در دنیا برای پر کردن بادکنک و کاربردهای تفریحی مورد مصرف قرار می گیرد. به همین دلیل باید دانست که اتمام منابع هلیوم می تواند در کاربردهای حیاتی اختلال جدی ایجاد کند و نگرانی های کلانی در این زمینه وجود دارد.

منابع تمام شدنی هلیوم

گرچه هلیوم نیز مانند نفت همواره در دل زمین در حال تشکیل شدن است اما دست پیدا کردن به منابع قابل استخراج همواره ممکن نخواهد بود و منابع هلیوم نیز مانند منابع نفتی، در زمرهی منابع مهم تجدید ناپذیر در اختیار بشر هستند و باید به جد در مصرف این منابع و استخراج آن ها در دنیا صرفه جویی صورت گیرد. بازیافت هلیوم و استفاده ی چند باره از آن برای کاربردهای مهم می تواند در مصرف کمتر تاثیر زیادی داشته باشد. باید بدانیم هلیومی که در جو زمین رها می شود هرگز به زمین بر نمی گردد و از طریق لایه های بیرونی جو از زمین دور می شود.

منبع: https://bit.ly/3bHu8ZG