- deși este folosit în mod obișnuit pentru a face baloanele să plutească, heliul este de fapt o resursă prețioasă, neregenerabilă.
- fără heliu, o mare parte din cercetarea științifică nu poate fi efectuată, iar tehnologia ca mașinile RMN nu va funcționa.
- cererea de heliu este enormă și în creștere; nu există nicio modalitate de a crea heliu artificial din punct de vedere economic și nici o modalitate prin care depozitele de heliu ale pământului să susțină cererea.
heliul este al doilea cel mai comun element din univers, reprezentând 23% din toată materia normală. Dar, în ciuda faptului că este extrem de comună în întregul univers, este extrem de rară pe Pământ. Pentru fiecare milion de particule de aer din atmosfera noastră, doar aproximativ 5,2 dintre acestea sunt heliu.
ori de câte ori baloanele cu heliu sunt eliberate la petrecerea de ziua unui copil, acel heliu scapă în atmosfera superioară. Heliul este un element excepțional de ușor, așa că se ridică până la vârful atmosferei, unde este cel mai puțin dens. S-ar putea crede că un gaz ușor precum heliul ar fi blocat aici, împins în sus de aerul mai dens de sub el și împins în jos de gravitația Pământului. Dar moleculele de heliu atât de sus în atmosferă pot fi ușor expuse vântului solar — fluxuri de particule de mare energie de la Soarele nostru-care suflă irevocabil heliul în spațiu. aceasta este soarta celor 6,2 miliarde de metri cubi de heliu pe care îi folosim într-un an. Pur și simplu, heliul este o resursă finită pe pământ, iar a rămâne fără el înseamnă a renunța la mult mai mult decât baloane și voci scârțâitoare.
ce este atât de special la heliu?
heliul are câteva caracteristici unice care îl fac o substanță critică pentru mulți cercetători și oameni de știință. Cel mai important, niciun alt element nu poate deveni la fel de rece ca heliul fără îngheț. De fapt, heliul nu îngheață deloc. Odată ce heliul este răcit la aproximativ 4 Kelvin, devine lichid. Scara Kelvin este o măsură absolută a temperaturii bazată pe gradul de mișcare în molecule, deci 0 Kelvin este cât mai rece posibil din punct de vedere fizic. Pentru o perspectivă asupra cât de rece este 4 Kelvin, funcționează ca fiind -452.47 Fahrenheit-sau, -269.15 Celsius.
Acest lucru contează din cauza unei alte descoperiri pe care oamenii de știință au făcut-o: anumite materiale pierd toate rezistențele electrice atunci când sunt suficient de răcite. Acestea se numesc supraconductori și sunt utilizate într-o mare varietate de dispozitive de înaltă tehnologie — acceleratoare de particule, anumite reactoare nucleare, spectrometre de masă și mașini RMN. Fără heliu lichid, aceste tehnologii nu sunt posibile și nu există o substanță substitutivă viabilă.
de unde luăm heliu în primul rând?
o hartă a principalelor câmpuri de gaze din SUA care arată cele care conțin o concentrație viabilă din punct de vedere economic de heliu și cele care nu. Sursa imaginii: American Physical Society, Materials Research Society, American Chemical Society
heliul pe care îl găsim pe Pământ este de fapt produsul dezintegrării radioactive. Mineralele Radioactive din uraniu și toriu emit particule alfa, care sunt particule compuse din doi protoni și doi neutroni. Aceste particule alfa atrag rapid electronii, transformându-se în atomi de heliu. În acest fel, se estimează că 3.000 de tone de heliu sunt generate pe an. Acest lucru, cu toate acestea, abia face o adâncitură în consumul nostru anual. Cei 6,2 miliarde de metri cubi de heliu pe care îi consumăm în anul menționat mai sus se convertesc la aproximativ 32.000 de tone (presupunând că picioarele cubice sunt măsurate la 70 de metri cubi F și sub atmosfera normală a Pământului). Marea majoritate a rezervelor de heliu pe care ne bazăm pentru a susține acest obicei sunt produsul a milioane de ani de acumulare treptată.
nu tot heliul generat în pământ este ușor accesibil și chiar și atunci când este ușor de accesat, adesea nu este fezabil din punct de vedere economic să se colecteze. După ce heliul este creat de elemente radioactive adânc subterane, gazul își găsește drumul către aceleași depozite ca și gazul natural. Drept urmare, majoritatea heliului este colectat de companiile de gaze naturale ca beneficiu auxiliar. Din păcate, limitele tehnologiei actuale înseamnă că timpul companiilor de gaze merită doar să colecteze heliu dacă există o concentrație mai mare de 0,3 la sută. În consecință, o cantitate destul de semnificativă de heliu este pur și simplu evacuată.
dacă heliul este atât de vital, de ce este atât de ieftin?
pe vremea când dirijabilele și alte dirijabile pe bază de heliu păreau vitale pentru apărarea națională, guvernul SUA a colectat cât de mult heliu a putut. Acest heliu a fost stocat în Amarilla, Texas, în Rezerva Federală de heliu (FHR). Astăzi, aproximativ 40% din heliul națiunii este furnizat de FHR. Cu toate acestea, SUA. guvernul a adoptat legi care impun ca Rezerva Federală de heliu să-și vândă rezervele și să se închidă în 2021, într-un efort de a recupera datoriile pe care le-a suportat rezerva și de a privatiza piața.
ca urmare, prețurile heliului au rămas destul de scăzute — suficient de scăzute încât nu ne simțim prea rău că lăsăm aceste lucruri prețioase să se irosească în baloane pentru petreceri de ziua de naștere.în ciuda acestui fapt, heliul nu este de fapt atât de ieftin, mai ales nu pentru cercetătorii care se bazează pe el pentru a efectua experimente. Potrivit unui raport din 2016, prețurile heliului au crescut cu 250% în cei cinci ani anteriori. De fapt, unii cercetători au fost nevoiți să cheltuiască mai mult de un sfert din fondurile lor de finanțare pentru achiziționarea de heliu lichid.
un deficit de heliu nu va afecta doar cercetătorii; lipsa de heliu pentru utilizarea în aplicații de înaltă tehnologie va face viața mai dificilă pentru toată lumea. Într — un interviu acordat USA Today, profesorul de Fizică din Northwestern William Halperin a spus: „deficitul de heliu care este prezent acum — și pe care îl putem anticipa că va crește-va afecta, în general, pe toată lumea.”