- 風船を浮かせるために一般的に使用されていますが、ヘリ
- ヘリウムがなければ、大量の科学研究を行うことはできず、MRIマシンのような技術は機能しません。
- ヘリウムの需要は巨大で成長しており、人工ヘリウムを経済的に作る方法はなく、地球のヘリウム貯蔵が需要を維持する方法はありません。
ヘリウムは宇宙で2番目に一般的な要素であり、すべての通常の物質の23％を占めています。 しかし、宇宙全体で非常に一般的であるにもかかわらず、それは地球上で非常にまれです。 私たちの大気中の空気のすべての百万粒子のために、それらの約5.2だけがヘリウムです。
子供の誕生日パーティーでヘリウム風船が放出されるたびに、そのヘリウムは上層大気に逃げます。 ヘリウムは非常に軽い元素であるため、大気の最上部に上昇し、密度が最も低くなります。 ヘリウムのような軽いガスがここで立ち往生し、その下の密度の高い空気によって押し上げられ、地球の重力によって押し下げられると思うかもし しかし、大気中のヘリウム分子は、太陽からの高エネルギー粒子の流れである太陽風に容易にさらされる可能性があります。 これは、私たちが1年間に使用する62億立方フィートのヘリウムの運命です。
これは私たちが1年で使用する62億立方フィートのヘリウムの運命です。
簡単に言えば、ヘリウムは地球上の有限の資源であり、それを使い果たすことは、風船やきしむ声よりもはるかに多くをあきらめることを意味します。p>
ヘリウムについてとても特別なものは何ですか？ヘリウムは、多くの研究者や科学者にとって重要な物質になるいくつかのユニークな特性を持っています。
ヘリウムは、多くの研究者や科学者 最も重要なのは、他の要素は凍結せずにヘリウムのように冷たくなることはできません。 実際には、ヘリウムは全く凍結しません。 ヘリウムが約4ケルビンに冷却されると、それは液体になる。 ケルビンスケールは、分子の動きの程度に基づく温度の絶対的な尺度であるため、0ケルビンは物理的に可能な限り冷たいです。 どのように冷たい4ケルビンのいくつかの視点では、それは-452であることがわかります。47華氏-または、-269.15摂氏。
これは、科学者が作った別の発見のために重要です：特定の材料は、十分に冷却されたときにすべての電気抵抗を失います。 これらは超伝導体と呼ばれ、粒子加速器、特定の原子炉、質量分析計、MRI装置など、さまざまなハイテク機器に使用されています。 液体ヘリウムがなければ、これらの技術は不可能であり、実行可能な代替物質は存在しない。p>
最初はどこからヘリウムを得ていますか？
ヘリウムの経済的に実行可能な濃度を含むものとそうでないものを示す米国の主要なガス田のマップ。 画像ソース：アメリカ物理学会、材料研究学会、アメリカ化学会
私たちが地球上で見つけるヘリウムは、実際には放射性崩壊の産物です。 ウランとトリウムからなる放射性鉱物は、二つの陽子と二つの中性子からなる粒子であるアルファ粒子を放出する。 これらのアルファ粒子はすぐに電子を引き付け、ヘリウム原子に変わります。 このようにして、年間3,000トンのヘリウムが生成されると推定されている。 これは、しかし、かろうじて私たちの年間消費量に凹みを作ります。 私たちが上記の年に消費するヘリウムの6.2億立方フィートは、約32,000トンに変換されます（立方フィートが70°Fで、地球の通常の大気下で測定されると仮定 私たちがこの習慣を支えるために頼っているヘリウム埋蔵量の大部分は、何百万年もの段階的な蓄積の産物です。
地球で生成されたヘリウムのすべてが容易にアクセスできるわけではなく、アクセスが容易であっても、収集することは経済的に実現可能では ヘリウムは、地下深くの放射性元素によって作成された後、ガスは天然ガスと同じ堆積物にその方法を見つけます。 その結果、ヘリウムの大部分は補助的な利益として天然ガス会社によって収集されます。 残念なことに、現在の技術の限界は、0.3％以上の濃度がある場合、ヘリウムを収集するために、その唯一の価値のあるガス会社の時間を意味します。 その結果、かなりの量のヘリウムが単に排出される。
ヘリウムが非常に重要なのであれば、なぜそれはとても安いですか？
飛行船やその他のヘリウムベースの飛行船が国防に不可欠であるように見えたとき、米国政府はできるだけ多くのヘリウムを収集しました。 このヘリウムはテキサス州アマリラ・ヘリウム・リザーブ(Fhr)に保管されていた。 今日、国のヘリウムの約40％はFHRによって供給されています。 しかし、米国 政府は、連邦ヘリウム準備金が発生した債務を回収し、市場を民営化するために、2021年に準備金を売却して閉鎖することを義務付ける法律を可決した。 その結果、ヘリウムの価格はかなり低いままでした—私たちはこの貴重なものを誕生日パーティーのために風船で無駄にすることについてあまりにも悪しかし、これにもかかわらず、ヘリウムは実際にはそれほど安価ではなく、特に実験を行うためにそれに頼る研究者にとってはそうではありません。 2016年の報告書によると、ヘリウムの価格は5年前に250パーセント上昇した。 実際には、一部の研究者は、液体ヘリウムの購入に彼らの助成金の四分の一以上を費やす必要がありました。
ヘリウム不足は研究者を傷つけるだけではなく、ハイテク用途で使用するためのヘリウムの不足は、誰にとっても人生をより困難にします。 USA Todayとのインタビューで、ノースウェスタン物理学教授ウィリアム—ハルペリンは、”現在存在しているヘリウムの不足は、広く、誰にでも影響を与えるだろう”と述べた。