آیا کمبود هلیوم به پایان رسیده است؟

پاندمی ویروس کرونا در جهان اگرچه موجب شده است تا جشن های تولد دیگر به صورت مهمانی های بزرگ و با تزئینات باکنک های هلیومی بی شماری برگزار نگردد، اما از سوی دیگر این موضوع شاید خبر خوبی برای فیزیکدانان و شیمیدانانی باشد که به تأمین مطمئن هلیوم نیاز دارند. همانطور که تقاضا برای بادکنک های مهمانی – که حدود 10٪ یا بیشتر از کل مصرف هلیوم را تشکیل می دهند، از بین رفته است، همزمان تقاضاهای صنعتی نیز کم شده و به این ترتیب بحران جهانی تامین هلیوم در دو سال گذشته به طور ناگهانی پایان یافته است و هلیوم در حال حاضر به اندازه کافی و فراوان در دسترس است و در واقع می توان گفت کمبود هلیوم حداقل در حال حاضر به پایان رسیده است.

مصرف هلیوم در آزمایشگاه ها در دوران همه گیری کرونا

اگرچه در طی همه گیری کرونا، دانشمندان مجبور شده اند آزمایشگاه های خود را تعطیل کنند اما لازم است تا به طور مرتب در دوره های زمانی معینی هلیوم به آهنرباها اضافه شود تا آن ها را در نقطه جوش هلیوم مایع یا پایین تر از آن که حدود 4.2 درجه کلوین است نگه دارند. زیرا در صورتی که این آهنرباها گرم شوند، یک انتقال ناگهانی به حالت غیر ابررسانا نشان داده و ممکن است به طور دائمی دچار آسیب شوند. برخلاف سال گذشته، که برخی از دانشمندان مجبور شدند استفاده از آهنرباهای ابررسانای خود را به دلیل کمبود هلیوم متوقف کنند، محققان اکنون گزارش کرده اند که برای تهیه هلیوم مورد نیاز خود با مشکلی روبرو نیستند.

برداشتن سهمیه برخی پالایشگاهها

یك شاخص بدون ابهام برای تامین فراوان و کافی هلیوم، برداشتن سهمیه برای برخی پالایشگاهها است. از ژوئن 2017 ، هنگامی که تامین هلیوم از قطر به دلیل موانع سعودی ها قطع شد، پالایشگاه ها مجبور بودند تا مصرف خود را تا حد کم تر از آنچه که واقعا نیاز داشتند محدود کنند. در حالی که امروزه این موانع برطرف شده و علاوه بر این، برخی از تولیدکنندگان اخیراً هلیوم را به ذخیره گاههای زیرزمینی خود تزریق کرده و آن را برای استفاده در آینده نگه داری می کنند.

افزایش قیمت هلیوم برای برخی مصرف کنندگان

اما به گفته کاربران، قیمت ها در بسیاری از موارد ناقض قوانین عرضه و تقاضا بوده اند. الكساندر بلومنفلد، ناظر دستگاه های تحلیلی در دانشگاه آیداهو، می گوید هزینه وی در سال گذشته بیش از دو برابر شده و به 35 دلار در هر لیتر رسیده است. جوزف دومایس، یک شیمیدان در دانشگاه ایالتی بویز در آیداهو  نیز می گوید دو تأمین کننده هلیوم، اخیراً قیمت 3800 دلار برای 100 لیتر هلیوم مایع ( شامل هزینه های حمل و نقل ) را تعیین کرده اند که در واقع بیش از دو برابر مبلغ 1460 دلاری است  که او در تابستان گذشته، زمانی که تأمین کالا کم بود، پرداخت کرده است. استوارت براون، یک فیزیکدان در دانشگاه UCLA نیز می گوید که هزینه او برای هلیوم مایع 15 درصد افزایش یافته است.

عدم تغییر قیمت تحت توافق های قبلی

سوفیا هیز، شیمیدان در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس که چندین طیف سنج تشدید مغناطیسی هسته ای را نگهداری می کند، می گوید هزینه او تحت قرارداد طولانی مدت تأمین هلیوم دانشگاه ثابت بوده است. هیز از نزدیک وضعیت تأمین و تولید هلیوم برای کاربران NMR را زیر نظر دارد و می گوید که امسال با مشکل خاصی روبرو نبوده است. وی سال گذشته مجبور شده بود به دلیل گران بودن هلیوم و کاهش هزینه های خود، یکی از آهنربا هایش را حرکت دهد که این جابجایی موجب آسیب به آهنربا و شکستن آن شد.  اما امسال در تامین هلیوم با قیمت ثابت مشکلی نداشته است. علاوه بر این از برخی از همکارانش شنیده است که در اروپا قیمت ها کاهش پیدا کرده و عرضه هلیوم افزایش داشته است.

استفاده از سیستم های مایع ساز ( Liquefier )

کمبود مکرر هلیوم و گران بودن آن باعث شده است که برخی محققان دانشگاهی از سیستم های مایع ساز، برای بازیافت هلیومی که در دستگاههای آنها به جوش آمده است استفاده کنند. استفاده از این سیستم مایع سازهای UCLA که طی 5 سال با حمایت NSF به هم متصل شده بودند، موجب شد تا 90 درصد در خرید هلیوم هفتگی که برای خنک کردن سه آهنربا استفاده می شد کاهش داده شود. یک سیستم مایع ساز 110 هزار دلاری در دانشگاه آیداهو می تواند بیشتر هلیوم مورد نیاز برای سه آهنربای NMR، یک آهنربای تشدید تشدید مغناطیسی الکترون و یک طیف سنج Mössbauer را بازیافت کند. علاوه بر این با استفاده از این دستگاه، می توان هلیوم مورد نیاز را به جای مایع، به شکل گاز خریداری کرد.

نقش آمریکا در تامین هلیوم

برای دهه ها ذخایر هلیوم آمریکا نقش عمده ای در معادله جهانی تقاضا و عرضه هلیوم داشته است. قانون تصویب شده در سال 2013 دستور فروش کلیه ذخایر را تا 2021  صادر کرد. طبق آمار سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS )، آمریکا با تولید 68 میلیون متر مکعب هلیوم در سال گذشته، بزرگترین تولید کننده این ماده در جهان محسوب می شود. مصرف داخلی در آمریکا حدود 40 میلیون متر مکعب تخمین زده می شود. بیشترین استفاده هلیوم در ایالات متحده تاکنون (30٪) برای مراقبت های پزشکی، عمدتا تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) بوده است. سهم کاربردهای آزمایشگاهی و تحلیلی 17٪ و کاربردهای مهندسی و علمی نیز  6٪  برآورد شده است.

پیش بینی وضعیت تامین هلیوم پس از کرونا

این که آیا کمبود هلیوم با احیای اقتصاد پس از بیماری همه گیر کرونا، دوباره تکرار می شود یا خیر، یک سوال مهم است. پیش بینی ها از نظر امکان دسترسی در آینده بسیار متفاوت است. گفته می شود که واحدهای صنعتی جدید ( LNG ) که هلیوم را به عنوان محصول جانبی تولید می کنند، در قطر و الجزایر در اواخر سال جاری آغاز به کار خواهند کرد. پیش بینی می شود که مقدار تامینی که توسط این واحدها صورت می گیرد موجب شود تا عرضه هلیوم بسیار بیش تر از تقاضا گردد.

منبع: physicstoday.scitation