کاربرد گاز هلیوم چیست و مصارف آن

گاز هلیوم به عنوان گاز نجیب شناخته می شود. بی رنگ و بی بو است و در سراسر جهان رواج دارد. شما ممکن است هلیوم را از بادکنک های هلیومی که شناور هستند، بشناسید، اما گاز هلیوم کاربردهای بیشتری نسبت به بادکنک های مهمانی دارد به همین دلیل خرید گاز هلیوم متناسب با مصارف مختلف در صنایع متعددی توانسته برای افراد دغدغه آفرین شود. این گاز در کیسه هوای خودرو، تجهیزات پیشرفته پزشکی و هواپیما استفاده می شود. هلیوم در واقع جزئی از زندگی مدرن است، حتی اگر مستقیماً آن را نبینیم. در صورتی که تمایل دارید که بیشتر در مورد این گاز بدانید و یا برای کاربردهای مورد نظرتان به دنبال خرید گاز هلیوم هستید، تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید تا با این گاز و کاربردهای آن بیشتر آشنا شویم.

چرا هلیوم برای جهان مهم است؟

برای درک اهمیت هلیوم برای جهان، یادگیری بیشتر در مورد خواص این عنصر کمک کننده است. هلیوم عنصری است که به شکل گاز وجود دارد. نماد اتمی آن”He” و عدد اتمی آن در جدول تناوبی، 2 است. نقطه ذوب هلیوم از همه عناصر کمتر است و نقطه جوش آن 452- درجه فارنهایت است. هلیوم در دماهای پایین به شکل مایع وجود دارد و فقط در فشارهای خیلی شدید ممکن است به حالت جامد تبدیل شود. این ویژگی ها هلیوم را برای برخی از فناوری های جدیدتر مانند مواد ابررسانا ضروری می کند. علاوه بر خواص منحصر به فرد، عنصر هلیوم از نظر فراوانی پس از هیدروژن دومین عنصر در جهان است.

کشف هلیوم

هلیوم در هر ستاره ای وجود دارد و از واکنش های همجوشی هسته ای در ستارگان تولید می شود. در واقع، هلیوم ابتدا هنگام مطالعه خورشید، کشف شد. در سال 1868، یک اخترفیزیکدان فرانسوی به نام پیر ژول سزار یانسن در حین مشاهده و بررسی خورشید گرفتگی با دستگاه طیف‌سنجی، طول موجی را در نور خورشید یافت که با هیچ عنصر دیگری که تاکنون در زمین یافت شده بود مطابقت نداشت. یانسن متوجه شد که عنصر جدیدی را کشف کرده است. منجم دیگری به نام نورمن لاکر انگلیسی نیز این مشاهدات را هنگام مشاهده خورشید انجام داد. سرانجام، در سال 1882، هلیوم در واقع در زمین، در گدازه کوه وزوویوس، کشف شد. بعدها، ویلیام رمزی آزمایش هایی انجام داد که ثابت کرد هلیوم روی زمین وجود دارد. او دریافت که وقتی عنصر رادیوم تجزیه می شود، هلیوم تولید می کند.

منابع تامین هلیوم

در دهه های بعد میدان هایی از گاز طبیعی کشف شدند که دارای ماده ای غیر قابل اشتعال بودند. انتقال نمونه هایی از این میدان های گازی به مراکز پژوهشی در آمریکا مشخص کرد که ماده جدید کشف شده در میدان های گاز طبیعی همان هلیوم است. در حال حاضر تنها منبع استحصال هلیوم میدان های گاز طبیعی در آمریکا، روسیه و برخی نقاط آسیا و آفریقاست و منابع خرید گاز هلیوم از همین نقاط تأمین می شود. هلیوم را عمدتاً از گاز طبیعی استخراج می کنند. اگرچه هلیوم را می توان به صورت آزمایشگاهی از مواد رادیو اکتیو به دست آورد اما تولید انبوه آن با این روش امکان پذیر نیست و صرفه ی اقتصادی ندارد. بنابراین تنها راه به منظور تأمین برای خرید و فروش در تمام نقاط دنیا به منابع آن در میدان های گاز طبیعی محدود می شود.

هلیوم برای چه مواردی استفاده می شود؟

استفاده های زیادی از هلیوم وجود دارد. البته از آن برای پرکردن بادکنک های مهمانی استفاده می شود که کودکان و بزرگسالان را در سراسر جهان به وجد می آورد. هلیوم جایگزین هیدروژن در سفینه های هوایی شده است، همچنین برای پزشکی، تحقیقات علمی، جوشکاری قوس الکتریکی، تبرید، هواپیما، خنک کننده برای راکتورهای هسته ای، تحقیقات برودتی و تشخیص نشت گاز استفاده می شود. عمده کاربرد هلیوم به داشتن نقطه جوش نزدیک به صفر مطلق آن برمی گردد که سبب می شود خاصیت خنک کنندگی فوق العاده ای داشته باشد. این امر آن را برای استفاده در ابررساناها جذاب می کند. هلیوم همچنین برای پرتاب کردن موشک ها و سایر فضاپیماها استفاده می شود.

پر کردن بادکنک ها

همان طور که قبلاً گفته شد، رایج ترین استفاده از گاز هلیوم برای بادکنک های تزئینی است. همچنین  از آن برای بالن های هواشناسی و سفینه های هوایی نیز استفاده می شود. جالب است بدانید که در ابتدا از گاز هیدروژن برای پر کردن بالن ها استفاده می شد، اما هیدروژن یک گاز بسیار واکنش پذیر و خطرناک به شمار می رود.

کاربرد در پزشکی

خرید گاز هلیوم برای کمک به بیماران مبتلا به مشکلات ریوی مثل انسداد راه های هوایی، آسم و COPD نیز یکی دیگر از مواردی است که در بین خریداران هلیوم مشاهده می کنیم. هلیوم در حوزه پزشکی امکان نفوذ بهتر گاز در ریه ها را فراهم می کند، بنابراین در مواقع ضروری برای تهویه ریه و همچنین برای آزمایش عملکرد ریوی استفاده می شود. در برخی از جراحی های لاپاراسکوپی نیز به جای مونوکسید کربن مورد استفاده قرار می گیرد. گاهی اوقات هلیوم برای جراحی قلب باز، با اکسیژن مخلوط شده و به عنوان مه برای ریه ها استفاده می شود. هلیوم همچنین برای خنک کردن آهنرباهای ابررسانا در اسکنرهای MRI کاربرد دارد. مانیتورهای تشعشعی نیز از هلیوم استفاده می کنند.

گاز غواصی

آیا می دانستید هلیوم برای غواصان مهم است؟ هلیوم جایگزین نیتروژن در مخلوط‌های گاز غواصی می‌شود، به طوری که غواصان می‌توانند بدون اثرات منفی سیستم عصبی مرکزی به عمق آب بروند. بدون این مخلوط، غواصان ممکن است از اثرات فشار در اعماق آب رنج ببرند. در واقع، یک جو مصنوعی با استفاده از 20 درصد اکسیژن و 80 درصد هلیوم برای ایمن نگه داشتن غواصان و سایر افرادی که در شرایط تحت فشار کار می کنند ایجاد می شود.

خودرو/وسایل نقلیه

از آنجایی که هلیوم یک عنصر بسیار غیر فعال است، برای تشخیص نشتی در سیستم های تهویه مطبوع خودرو استفاده می شود. همچنین برای باد کردن کیسه‌های هوا نیز کاربرد دارد، زیرا هلیوم می‌تواند سریع‌تر از گازهای واکنشی دیگر منتشر شود.

اسکنر بارکد

فروشگاه ها و سوپرمارکت ها از هلیوم برای اسکن بارکد در صندوق ها با استفاده از لیزرهای گاز هلیوم نئون استفاده می کنند. هلیوم را می توان برای لیزر استفاده کرد زیرا حتی در دماهای بالا، گاز با عناصر دیگر پیوند برقرار نمی کند یا واکنش نشان نمی دهد. خرید گاز هلیوم بدین منظور، از دیگر مصارف این گاز پر کاربرد می باشد.

هلیوم در کجای زندگی روزمره یافت می شود؟

هلیوم را می توانید در زندگی روزمره به اشکال مختلف پیدا کنید. از آن به عنوان عامل بالابرنده، در بادکنک های مهمانی، در مخلوط های غواصی و در فیبرهای نوری استفاده می شود. جوشکاران از هلیوم برای جوشکاری قوس در ساختمان استفاده می کنند. پزشکان و جراحان از هلیوم برای کمک به بیماران در جراحی های ریه و قلب استفاده می کنند. هنگامی که از یک فروشگاه مواد غذایی بازدید می کنید و مواد غذایی شما اسکن می شوند، احتمالاً لیزرهای هلیوم-نئون را مشاهده می کنید. به راحتی می توانید در طول زندگی روزمره کاربردهای متنوع هلیوم را ببینید.

منابع: sciencing، analoxgroup