Maybaygiare.org

Blog Network

Întrebări și răspunsuri despre heliu lichid

unul dintre tehnicienii noștri se plângea de heliu. În special, heliu lichid. Se pare că unul dintre instrumentele de care are nevoie era scăzut și avea probleme să obțină mai mult. Primul meu răspuns a fost-Ei bine, desigur, nu îl puteți obține din cauza problemelor bugetare. Nu, avem banii pentru heliu. În schimb, există o lipsă de heliu. Într-adevăr, aceasta nu este o veste bună. De ce?

OK, permiteți-mi să pun câteva întrebări și apoi să le răspund eu. Pentru unele dintre aceste întrebări și răspunsuri, dau doar un răspuns aproximativ. Ar trebui să fie clar că nu sunt expert în heliu. Știu asta. Dacă respiri în plămâni plini de heliu și apoi alergi pe hol pentru a surprinde pe cineva cu vocea ta înaltă, vei leșina. Nu-I Așa Scott?

Vezi mai mult

De ce există o lipsă de heliu?

sincer, nu știu toate detaliile. O parte din răspuns depinde de politică. SUA are o rezervă națională de heliu în Amarillo Texas. Cu toate acestea, Legea de privatizare a heliului din 1996 a urmărit să înceapă să vândă acest lucru. Rezultatul este că nu există atât de mult heliu în rezervă.în plus, unii dintre producătorii de heliu au avut propriile probleme de aprovizionare. Cele două dintre aceste probleme împreună înseamnă că nu există la fel de mult heliu pentru a merge în jurul.

de unde iei heliu oricum?

de obicei, puteți găsi heliu în locuri unde găsiți gaze naturale. Problema este că poate fi dificil să suplimentezi heliul din celălalt gaz. Este mai ușor atunci când extrageți gaze naturale „uscate” (chiar nu știu diferența dintre gazul uscat și cel uscat-merg doar după ceea ce mi s – a spus). Cu toate acestea, companiile energetice sunt cele care primesc de obicei gaze naturale. Pentru ei, vor gazul natural „umed”. Deci, aceasta este o parte a problemei cu obținerea heliului.

asta înseamnă că nu mai sunt baloane de ziua de naștere?

în ceea ce privește utilizarea totală a heliului, cantitatea utilizată în baloanele de ziua de naștere este destul de mică. Utilizări mult mai mari sunt pentru baloane meteorologice și lucruri de răcire cu heliu lichid. Cu toate acestea, cei mai mulți oameni ar fi, probabil, de acord că, în vremuri de penurie ziua de nastere baloane sunt destul de scăzut prioritate. Deci, da, veți avea probleme în a găsi heliu pentru baloanele dvs. Cred că le-ai putea umple cu hidrogen gazos.

ce zici de heliu lichid?

motivul principal pentru utilizarea heliului lichid este că este rece. Super rece. La presiunea atmosferică normală, heliul lichid fierbe la o temperatură de doar 4,2 kelvini (-452,11 Fahrenheit). Da. Asta e rece. Ce are nevoie de ceva atât de rece? Magneți super conductori. Pentru unele materiale, atunci când le obține suficient de rece rezistența materialului merge la zero ohmi. Aceasta înseamnă că puteți trece un curent prin el și materialul va acționa ca un magnet. Nu orice magnet, ci un magnet super puternic.

Cine are nevoie de un super magnet? Cele mai frecvente două utilizări sunt Spectroscopia de rezonanță magnetică nucleară (RMN) și imagistica prin rezonanță magnetică (RMN). Să spunem (deocamdată) că atât instrumentele RMN, cât și RMN utilizează câmpuri magnetice mari pentru a interacționa cu proprietățile nucleare ale eșantionului. Procedând astfel, puteți obține date spațiale (în RMN) sau date de compoziție (RMN). Știu că este probabil un răspuns teribil, dar ar trebui să fie suficient de bun pentru moment.

ce se întâmplă dacă încetați să puneți heliu lichid într-un RMN?

pui heliul lichid în RMN și menține magnetul rece. Desigur, face acest lucru deoarece o parte din heliu face tranziția de fază de la un lichid la un gaz și asta necesită energie. Această energie provine de la magnet, ceea ce îl face să scadă temperatura. Dacă lucrul ar fi perfect izolat, nu ar exista o problemă. Dar nu este perfect. Deci, heliul continuă să se evapore pentru a menține temperatura magnetului. Pentru RMN de la Southeastern Louisiana University, trebuie să adăugați aproximativ 30 de litri de heliu lichid la fiecare două luni și jumătate.

dar ce se întâmplă dacă nu. nu va funcționa? Dacă nu o faci, se întâmplă lucruri rele. Amintiți-vă, există un curent constant în acest magnet supraconductor. Poate păstra un curent constant fără o sursă de alimentare, deoarece rezistența este zero. Când se încălzește, nu mai are o rezistență zero. Atunci când există o rezistență, există o creștere a energiei termice care crește rezistența. Pentru magnetul nostru, 49 kjouli de energie sunt stocate în curent și această energie trebuie să meargă undeva când magnetul se încălzește. Acest proces se numește”stingere”. Când magnetul se încălzește, din ce în ce mai mult heliu lichid (și, de obicei, există un azot lichid care ajută la menținerea heliului lichid rece) se fierbe destul de repede. Iată un exemplu.

Oh – și da, există o modalitate de a încălzi magnetul fără să se întâmple lucruri rele. Cu toate acestea, nu este ușor să-l înapoi la starea de lucru.

cum se face heliu lichid?

nu este ușor. Nu puteți pune un balon de heliu într-un congelator până când se transformă într-un lichid. Ei bine, cred că ai putea dacă ai avea un congelator suficient de rece. Problema este că congelatorul ar trebui să fie păstrat la rece cu heliu lichid sau ceva de genul. Permiteți-mi să explic procesul în termeni simplificați.

permiteți-mi să încep cu un exemplu. Ia una din acele seringi mari de plastic. Doar puneți degetul peste capăt și comprimați gazul din interior. S-ar putea să observați că tubul se încălzește. Dacă îl țineți așa de ceva timp, tubul (și gazul din interior) se vor răci la temperatura camerei. Acum trageți pistonul înapoi pentru a extinde gazul. Când gazul se extinde, devine mai rece.

pentru heliu, luați gazul și îl comprimați. Apoi răciți gazul comprimat și lăsați-l să se extindă. Asta e. Continuă să faci asta din nou și din nou până când lucrurile se răcesc suficient. Există câteva trucuri, dar aceasta este ideea de bază.

nu ai putea recicla heliul din RMN?

Da, acest lucru este posibil din punct de vedere tehnic. Cu toate acestea, este, de asemenea, foarte scump din punct de vedere tehnic. Ar trebui să aveți un dispozitiv pentru a capta heliul pe măsură ce se transformă într-un gaz. Apoi va trebui să-l colectați și să-l rulați într-un lichefiant de heliu. Aceste lichefiere sunt foarte scumpe. Deci, majoritatea facilităților primesc mai mult heliu lichid la fiecare două luni.

imagine: crdotx / Flickr

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.