- selv om det ofte brukes til å lage ballonger flyte, er helium faktisk en verdifull, ikke-fornybar ressurs.
- Uten helium kan mye vitenskapelig forskning ikke utføres, og teknologi som MR-maskiner vil ikke fungere.etterspørselen etter helium er enorm og økende; det er ingen måte å skape kunstig helium økonomisk og Ingen måte For Jordens helium butikker for å opprettholde etterspørselen.
Helium Er det nest vanligste grunnstoffet i universet, og står for 23 prosent av all normal materie. Men til tross for at det er ekstremt vanlig i hele universet, er det overordentlig sjeldent på Jorden. For hver million partikler av luft i atmosfæren er bare ca 5,2 av disse helium.Når heliumballonger slippes ut på et barns bursdagsfest, slipper helium ut i den øvre atmosfæren. Helium er et eksepsjonelt lett element, så det stiger til toppen av atmosfæren, hvor det er minst tett. Man kan tro at en lett gass som helium ville bli sittende fast her, presset opp av den tettere luften under Den og presset ned Av Jordens tyngdekraft. Men heliummolekyler så høyt oppe i atmosfæren kan lett bli utsatt for solvinden-strømmer av høyenergipartikler fra vår sol – som uigenkallelig blåser heliumet bort i rommet. dette er skjebnen til de 6,2 milliarder kubikkfot helium som vi bruker i et år. Enkelt sagt, helium er en begrenset ressurs på Jorden, og kjører ut av det betyr å gi opp mye mer enn ballonger og squeaky stemmer.
hva er så spesielt med helium?
Helium Har noen unike egenskaper som gjør Det til et kritisk stoff for mange forskere og forskere. Viktigst, ingen andre element kan bli så kaldt som helium uten frysing. Helium fryser ikke i det hele tatt. Når helium er kjølt til ca 4 Kelvin, blir det en væske. Kelvin-skalaen er et absolutt mål for temperatur basert på graden av bevegelse i molekyler, så 0 Kelvin er så kaldt som fysisk mulig. For litt perspektiv på hvor kaldt 4 Kelvin er, virker det å være -452.47 Fahrenheit-eller, -269.15 Celsius.
dette er viktig på grunn av en annen oppdagelse som forskere har gjort: visse materialer mister all elektrisk motstand når de er tilstrekkelig avkjølt. Disse kalles superledere, og de brukes i et bredt spekter av høyteknologiske enheter-partikkelakseleratorer, visse atomreaktorer, massespektrometre og MR — maskiner. Uten flytende helium er disse teknologiene ikke mulige, og det er ingen levedyktig erstatningsstoff.
hvor får vi helium fra i utgangspunktet?
et kart over store gassfelt i USA som viser de som inneholder en økonomisk levedyktig konsentrasjon av helium og de som ikke gjør det. Bildekilde: American Physical Society, Materials Research Society, American Chemical Society
heliumet som vi finner På Jorden, er faktisk produktet av radioaktivt henfall. Radioaktive mineraler laget av uran og thorium avgir alfa partikler, som er partikler som består av to protoner og to nøytroner. Disse alfa partiklene tiltrekker seg raskt elektroner, og blir til heliumatomer. På denne måten genereres det anslagsvis 3000 tonn helium per år. Dette gjør imidlertid knapt en pute i vårt årlige forbruk. At 6.2 milliarder kubikkfot helium vi forbruker i år nevnt ovenfor konverterer til ca 32,000 tonn (forutsatt at kubikkfot måles ved 70°F Og Under Jordens normale atmosfære). De aller fleste heliumreserver som vi stoler på for å støtte denne vanen, er et produkt av millioner av år med gradvis akkumulering.Ikke alt helium som genereres i Jorden er lett tilgjengelig heller, og selv når det er lett å få tilgang til, er det ofte ikke økonomisk mulig å samle inn. Etter at helium er skapt av radioaktive elementer dypt under jorden, finner gassen veien til de samme forekomster som naturgass. Som et resultat blir størstedelen av helium samlet inn av naturgasselskaper som en tilleggsfordel. Dessverre betyr grensene for dagens teknologi at det bare er verdt gasselskapenes tid til å samle helium hvis det er større enn 0, 3 prosent konsentrasjon. Følgelig er en ganske betydelig mengde helium ganske enkelt ventilert bort.
hvis helium er så viktig, hvorfor er det så billig?
Tilbake da luftskip og andre heliumbaserte luftskip virket som om de ville være avgjørende for nasjonalt forsvar, samlet DEN AMERIKANSKE regjeringen så mye helium som mulig. Dette heliumet ble lagret I Amarilla, Texas, I Federal Helium Reserve (FHR). I DAG leveres om lag 40 prosent av landets helium av FHR. MEN USA. regjeringen vedtok lover som mandat At Federal Helium Reserve selge sine reserver og lukke i 2021, i et forsøk på å hente inn gjeld reserven hadde pådratt og å privatisere markedet. som et resultat har heliumprisene vært ganske lave nok til at vi ikke føler oss så dårlige om å la disse dyrebare tingene gå til spill i ballonger til bursdagsfest.til tross for dette er imidlertid helium egentlig ikke så billig, spesielt ikke for forskere som stoler på det for å utføre eksperimenter. Ifølge en rapport fra 2016 økte heliumprisene med 250 prosent i de fem årene før. Faktisk har noen forskere måtte bruke mer enn en fjerdedel av sine tilskuddsmidler på å kjøpe flytende helium. en heliummangel vil ikke bare skade forskere; mangelen på helium til bruk i høyteknologiske applikasjoner vil gjøre livet vanskeligere for alle. I ET intervju med USA Today, Northwestern fysikk professor William Halperin sa, «mangel på helium som er til stede nå — og som vi kan forutse vil øke-vil påvirke, bredt, alle.»