Nilalaman
- Ano ang Helium?
- Saan Nagmula ang Helium?
- Bakit ang Helium sa Ilang Likas na Gas?
- Nasaan ang Likas na Gas na Mayaman sa Helium?
- Gumagamit ng Helium
- Magnetic Resonance Imaging
- Pag-aangat ng Gas
- Purging Gas
- Kinokontrol na Gumawa ng Atmosyon
- Leak Detection
- Mga Mixtures ng Paghinga
- Welding Gas
- Helium: Isang Hindi Mapagkukunang Mapagkukunan
- Mga Helium Gluts at Helium Shortages
Helium blimp: Karamihan sa mga tao ay nakarinig ng helium na ginagamit bilang isang pag-aangat ng gas para sa mga lobo ng panahon, blimp, at mga lobo ng party. Ito ay napaka menor de edad na paggamit ng helium. Ang paggamit na gumagamit ng mas maraming helium kaysa sa iba pa ay ang paglamig ng mga magnet sa MRI (magnetic resonance imaging) machine sa mga medikal na pasilidad. Goodyear blimp photo ni Derek Jensen.
Ano ang Helium?
Ang Helium ay isang sangkap na kemikal at walang kulay, walang amoy, walang lasa, walang gas na gasolina. Mayroon itong pinakamaliit na radius ng atom ng anumang elemento at pangalawa-pinakamababang timbang ng atomic. Ito ay mas magaan kaysa sa hangin.
Alam ng karamihan sa mga tao na ang helium ay ginagamit bilang isang nakakataas na gas sa mga blimp at mga lobo ng partido, ngunit hindi nila pinangalanan ang ibang paraan kung saan ginagamit ito. Ang bilang isang paggamit ng helium ay bilang isang paglamig gas para sa magnetic resonance imaging (MRI) machine na ginagamit sa mga medikal na pasilidad. Ang iba pang mahahalagang gamit ng helium ay kinabibilangan ng: isang proteksiyon na gas para sa hinang, isang inert gas para sa kinokontrol na pagmamanupaktura ng kapaligiran, isang takas na gas na ginamit para sa pagtuklas ng pagtulo, at isang mababang-lagkit na gas para sa pressurized na mga mixtures ng paghinga.
Saan Nagmula ang Helium?
Napakaliit na helium na naroroon sa Earths na kapaligiran. Ito ay tulad ng isang magaan na elemento na ang Earths grabidad ay hindi maaaring hawakan ito. Kapag naroroon sa ibabaw ng Earth, ang hindi nakakonektang helium ay agad na nagsisimulang tumaas hanggang makatakas sa planeta. Mga dahilan kung bakit tumaas ang mga balloon ng party!
Ang helium na ginawa komersyal ay nakuha mula sa lupa. Ang ilang mga natural na patlang ng gas ay may sapat na helium na pinaghalo sa gas na maaari itong makuha sa isang matipid na gastos. Ang ilang mga patlang sa Estados Unidos ay naglalaman ng higit sa 7% helium sa pamamagitan ng dami. Ang mga kumpanya na nag-drill para sa natural gas sa mga lugar na ito ay gumagawa ng natural gas, pinoproseso ito at alisin ang helium bilang isang byproduct.
Helium na nagdadala ng natural na gas deposit: Deposit na modelo para sa helium na nagdadala ng natural na mga patlang ng gas sa Estados Unidos. Ang helium ay ginawa ng pagkabulok ng uranium at thorium sa mga bato sa silong ng butil. Ang liberated helium ay kaaya-aya at gumagalaw patungo sa ibabaw sa porosity na nauugnay sa mga pagkakamali sa basement. Ang helium pagkatapos ay gumagalaw paitaas sa pamamagitan ng maliliit na sedimentary na takip hanggang sa ma-trap sa natural gas sa ilalim ng mga kama ng anhydrite o asin. Ito ang mga tanging uri ng rock-laterally na nagawang ma-trap at naglalaman ng maliit, buoyant helium atoms. Ang sitwasyong geological na ito ay nangyayari lamang sa ilang mga lokasyon sa mundo at kung bakit bihirang bihira ang mga mayaman na helium.
Kaugnay: Isang Bagong Paggamit ng Helium - Hard drive
Bakit ang Helium sa Ilang Likas na Gas?
Karamihan sa helium na tinanggal mula sa natural gas ay naisip na mabuo mula sa radioactive na pagkabulok ng uranium at thorium sa granitoid na bato ng Earths Continental crust. Bilang isang napaka-magaan na gas, ito ay kaaya-aya at hinahangad na ilipat paitaas sa sandaling ito ay bumubuo. Ang pinakamayaman na akumulasyon ng helium ay matatagpuan kung saan umiiral ang tatlong kundisyon: 1) ang mga batong basementid na basement ay mayaman sa uranium at thorium; 2) ang mga basement rock ay bali at nabigo upang magbigay ng mga landas sa pagtakas para sa helium; at, 3) maliliit na sedimentary na mga bato sa itaas ng mga faults ng basement ay naka-cap sa pamamagitan ng isang hindi mapigilan na selyo ng halite o anhydrite. Kapag natugunan ang lahat ng tatlong mga kondisyong ito, maaaring mag-ipon ang helium sa napakaliliit na sedimentary rock layer.
Ang Helium ay may pinakamaliit na radius ng atom ng anumang elemento, tungkol sa 0.2 nanometer. Kaya, kapag ito ay bumubuo at nagsisimulang lumipat ng paitaas, maaari itong magkasya sa pamamagitan ng napakaliit na puwang ng butas sa loob ng mga bato. Ang Halite at anhydrite ay ang tanging sedimentary na mga bato na maaaring hadlangan ang pataas na paglipat ng mga atomo ng helium. Ang mga shales na mayroong mga puwang ng butas na naka-plug na may masaganang mga organikong materyales (kerogen) kung minsan ay nagsisilbing isang hindi gaanong epektibong hadlang.
Helium na nagdadala ng natural na gas deposit: Ang mapa na nagpapakita ng natural na mga patlang ng gas na nagsisilbing mahalagang mapagkukunan ng helium sa Estados Unidos. Ang likas na gas na ginawa mula sa mga patlang na ito ay naglalaman ng pagitan ng 0.3% hanggang sa higit sa 7% helium. Ang helium ay tinanggal mula sa gas para sa komersyal na pagbebenta. Imahe sa pamamagitan ng paggamit ng data ng lokasyon mula sa Estados Unidos na Geological Survey.
Nasaan ang Likas na Gas na Mayaman sa Helium?
Karamihan sa hindi nakakaranas ng natural na gas ay naglalaman ng hindi bababa sa mga dami ng bakas ng helium. Napakakaunting mga natural na patlang ng gas ay naglalaman ng sapat upang bigyang-katwiran ang isang proseso ng pagbawi ng helium. Ang isang likas na mapagkukunan ng gas ay dapat maglaman ng hindi bababa sa 0.3% helium na maituturing bilang isang potensyal na mapagkukunan ng helium.
Noong 2010, ang lahat ng natural na gas na naproseso para sa helium sa Estados Unidos ay nagmula sa mga patlang sa Colorado, Kansas, Oklahoma, Texas, Utah, at Wyoming tulad ng ipinapakita sa kalakip na mapa. Ang Hugoton Field sa Oklahoma, Kansas at Texas; ang Panoma Field sa Kansas; ang Keyes Field sa Oklahoma; ang Panhandle West at Cliffside Fields sa Texas, at ang Riley Ridge Field sa Wyoming account para sa karamihan ng produksiyon ng helium sa Estados Unidos.
Sa panahon ng 2010, ang Estados Unidos ay gumawa ng 128 milyong kubiko metro ng helium. Sa halagang iyon, 53 milyong kubiko metro ng helium ay nakuha mula sa natural gas, at 75 milyong kubiko metro ang naalis mula sa National Helium Reserve. Ang iba pang mga bansa na may kilalang halaga ng produksyon ay: Algeria (18 mcm), Qatar (13 mcm), Russia (6 mcm), at Poland (3 mcm). Ang Canada at Tsina ay gumawa ng maliit ngunit hindi na-aangkin na halaga ng helium.
Helium sa MRI machine: Ang bilang isang paggamit ng helium ay pinapalamig ang mga magnet sa MRI (magnetic resonance imaging) machine na ginamit upang masuri ang sakit at pinsala sa mga medikal na pasilidad.
Isang Bagong Paggamit para sa Helium: Ang kauna-unahang hard drive na natatakan ng helium ay ginawa noong 2013. Pinapagana ng Helium ang drive na gumamit ng mas kaunting enerhiya, makagawa ng mas kaunting init, gumawa ng mas kaunting ingay, kumuha ng mas kaunting espasyo, humawak ng mas maraming data at makagawa ng mas kaunting mga panginginig ng boses kaysa sa isang karaniwang hard drive. Dagdagan ang nalalaman.
Gumagamit ng Helium
Ang Helium ay may isang bilang ng mga pag-aari na ginagawang pambihirang angkop para sa ilang mga gamit. Sa ilan sa mga gamit na ito, ang helium ay ang pinakamahusay na posibleng gas na gagamitin, at sa iilan ay walang sapat na kapalit ng helium. Ang ilang mga paggamit ng helium kasama ang mga katangian na angkop para sa paggamit ay inilarawan sa ibaba.
Magnetic Resonance Imaging
Ang bilang isang paggamit ng helium ay nasa magnetic resonance imaging machine na ginagamit sa mga medikal na pasilidad upang masuri ang mga pinsala at masuri ang sakit. Ang mga makina na ito ay gumagamit ng magnetic field na ginawa ng isang superconducting magnet. Ang mga magnet na ito ay bumubuo ng napakalaking dami ng init. Ang likidong helium ay ang paglamig na sangkap na pinili para sa pag-regulate ng temperatura ng mga magnet na ito. Dahil ang helium ay may pangalawang-pinakamababang tiyak na init ng anumang gas at ang pinakamababang punto ng kumukulo / pagtunaw ng anumang elemento, walang nakikitang kapalit ng helium sa napakahalagang paggamit.
Pag-aangat ng Gas
Ang Helium ay may pangalawang-pinakamababang timbang ng atom ng anumang elemento. Ang hydrogen lamang ang may mas mababang timbang ng atom. Bilang isang lighter-kaysa-air gas, ang helium ay ginamit bilang isang "pag-aangat ng gas" para sa mga airship at balloon. Ang mga bughaw, dirigibles, zeppelins, anti-sasakyang panghimpapawid na lobo, mga lobo ng panahon at iba pang mga bapor na mas magaan-kaysa-air ay lahat ng ginamit na helium bilang isang nakakataas na gas. Ito ay mas ligtas kaysa sa hydrogen dahil hindi ito nasusunog. Ito ang pinakamahalagang kategorya ng paggamit ng helium hanggang sa pagtatapos ng World War II. Karamihan sa mas mababang halaga ng helium ay ginagamit ngayon bilang isang nakakataas na gas.
Purging gas: Ang Helium ay ginagamit ng NASA at Kagawaran ng Depensa upang malinis ang likidong oxygen at likidong hydrogen mula sa mga tangke ng gasolina at mga sistema ng paghahatid ng gasolina ng mga rocket engine. Ang Helium ay walang kabuluhan at may temperatura ng pagyeyelo na napakababa na nananatili itong gas sa pamamagitan ng proseso ng paglilinis. Ang isang daloy ng helium sa mga sistemang ito ay ginamit kahit na sa panahon ng emerhensiya upang mapapatay ang mga apoy. Larawan ni NASA.
Mga halo ng paghinga ng helium: Ginagamit ang Helium upang maghanda ng mga mixtures ng paghinga ng gas para sa diving ng tubig sa malalim. Ang Helium ay walang kabuluhan at may mababang lapot sa ilalim ng presyon na nagbibigay-daan sa mas madaling paghinga. Larawan ni NOAA.
Purging Gas
Ang Helium ay may pinakamababang pagtunaw at kumukulo ng anumang gas. Natunaw ito at kumukulo sa temperatura na malapit sa ganap na zero. Dahil nananatili itong gas sa napakababang temperatura, maaari itong magamit bilang isang purging gas para sa mga tangke ng gasolina at mga sistema ng paghahatid ng gasolina na puno ng sobrang malamig na likido tulad ng likidong hydrogen at likidong oxygen. Dahil ito ay walang kabuluhan at may mababang temperatura ng pagyeyelo, maaari itong mapaligtas nang ligtas ang mga fuel na ito nang hindi nagyeyelo. Ang malalaking halaga ng helium ay ginagamit ng NASA at Kagawaran ng Depensa para sa paglilinis ng mga sistema ng propulsyon ng rocket.
Kinokontrol na Gumawa ng Atmosyon
Ang helium ay isang inert gas. Ang tanging gas na may isang mas mababang reaktibidad ay neon. Ang mababang reaktibidad na ginagawang helium ay isang mahalagang gas na gagamitin sa mga proseso ng pagmamanupaktura at pag-aayos kapag kinakailangan ang isang mabangong kapaligiran. Ang Helium ay mayroon ding pangalawang pinakamababang density ng anumang gas kasama ang isang napakataas na thermal conductivity. Ang mga pag-aari ng helium gas na ito ay ginagawang pagpili ng kapaligiran para sa maraming mga proseso ng metalurhiko, lumalagong perpektong kristal sa mga vapors ng kemikal, paggawa ng mga optical fibers at iba pang mga gamit.
Leak Detection
Ang Helium ay may napakababang lagkit, isang mataas na koepisyent ng pagsasabog, at ang pinakamaliit na atom ng anumang elemento. Ang mga katangiang ito ay nagpapahirap sa helium. Kung ang isang sistema ay may tumagas, ang helium ay makakatakas. Ang helium gas ay ginagamit upang masubukan ang mataas na mga sistema ng vacuum, mga sistema ng gasolina at iba pang mga lalagyan para sa mga tagas.
Mga Mixtures ng Paghinga
Ang helium at iba pang mga inert gas ay ginagamit upang maghanda ng mga mixtures ng paghinga para sa malalim na tubig na diving at medikal na paggamot. Ginagamit ang Helium dito dahil ito ay mabibigat, may napakababang lagkit at mas madaling huminga sa ilalim ng presyon kaysa sa iba pang mga gas.
Welding Gas
Ang helium ay ginagamit bilang proteksiyon na kapaligiran kapag hinang. Pinoprotektahan ng kapaligiran ng gasolina ang maiinit na metal mula sa oksihenasyon at iba pang mga reaksyon na maaaring mangyari nang mabilis sa mataas na temperatura.
Gumagamit ng helium: Mga kamag-anak na halaga ng helium na natupok ng iba't ibang mga gamit sa Estados Unidos noong 2011. Ang graphic sa pamamagitan ng paggamit ng data mula sa USGS.
Helium: Isang Hindi Mapagkukunang Mapagkukunan
Ang Helium ay isang gas na matatagpuan lamang kung saan nangyayari ang isang pagkakataon na hindi malamang na mangyari ang mga sitwasyon. Bagaman ito ay patuloy na ginawa ng radioactive mineral decay sa Earths crust, ang rate ng natural na produksiyon at akumulasyon ay napakabagal na dapat itong isaalang-alang ng isang hindi maihahabol na mapagkukunan.
Mga Helium Gluts at Helium Shortages
Noong 1925 itinatag ng Estados Unidos ang National Helium Reserve upang magsilbing isang estratehikong supply ng helium para magamit sa mga airship at para sa iba pang mga layunin ng pagtatanggol. Sa oras na iyon ang bansa ay gumagawa ng higit pang helium kaysa natupok. Matapos ang World War II ang halaga ng helium na ginamit bilang isang pag-aangat ng gas ay tumanggi, ngunit ang demand para sa helium bilang isang purging gas kapag pinuno ang mga engine ng rocket at bilang isang coolant sa mga pasilidad ng nukleyar na armas ay lumabo. Gayunpaman, mas maraming helium ang ginawa kaysa natupok.
Noong 1995, nagpasya ang Kongreso na ang National Helium Reserve ay hindi mahalaga at nagsimula ng isang programa upang ibenta ang helium bilang bahagi ng Helium Privatization Act of 1996. Para sa halos dalawang dekada pinayagan ng Kongreso ang helium na ibenta sa isang malaking diskwento sa libreng merkado presyo. Hanggang sa 1/2 ng mga mundo ng helium demand ay natutugunan sa pamamagitan ng mga benta mula sa National Helium Reserve. Sa ilang mga taon mas maraming helium ang na-export sa labas ng Estados Unidos sa ibang mga bansa kaysa natupok sa loob ng bansa. Ang mga bumili ng helium mula sa gobyerno ay nakakuha ng isang kamangha-manghang pakikitungo, at ang mga bumili ng helium sa libreng merkado ay nagbabayad ng mas mataas na presyo.
Ang pagbagsak ng stock ng National Helium Reserve sa merkado ay nalulumbay sa presyo ng helium kaya't ito ay ginagamit bilang isang murang kapalit para sa argon at iba pang mga gas na may mas kaunting limitadong supply.
Dahil ang komersyal na produksiyon ng helium ay hindi gantimpala o labis na ginagamit, ang merkado ay hindi natukoy nang ang pagbebenta ng Pambansang Helium Reserve ay pinalitan ng isang auction system noong 2014. Sa unang auction, binili ng dalawang bidder ang buong taunang paglalaan ng 93 milyong cubic feet ng helium nang higit pa kaysa doble sa nakaraang taon na presyo ng merkado. Matapos ang auction ng isa pang bilyong cubic feet ang naibenta sa parehong dalawang mga bidder.
Dahil ang unang auction, ang presyo ng helium ay patuloy na tumaas dahil ang produksyon ng mga bagong helium ay hindi bababa sa pagkonsumo. Ang pagtaas ng presyo ay nag-trigger ng pamumuhunan sa mga bagong halaman sa pagproseso ng helium. Gayunpaman, ang helium ay maaari lamang magawa mula sa natural na mga patlang ng gas na may asin o anhydrate bilang isang bitag na bitag. Ang mga ito ay nangyayari lamang sa ilang bahagi ng mundo.
Sa ilalim ng kasalukuyang batas, ang National Helium Reserve ay ipagbibili ng 2021. Inaasahan na ang tumataas na pamumuhunan sa mga helium recovery halaman ay sapat upang matugunan ang mga pangangailangan ng mga mamimili ng helium kapag nawala ang mahalagang mapagkukunan ng helium.