مقالات

هلیوم درون یک بالون مهمانی سرانجام تمام می شود و می تواند برای همیشه از زمین به فضا فرار کند – اما تقریباً تمام مقدار قابل استفاده ما باید از ذخایر گاز زیرزمینی بازیابی شود و همان عنصر محدود برای سرد نگه داشتن بیشتر آهنرباهای MRI به اندازه کافی برای کار کردن مورد نیاز است.


یک بادکنک مهمانی ممکن است تنها موردی در یک خانه معمولی باشد که می تواند برای همیشه سیاره را ترک کند.

اتم‌های هلیوم به اندازه‌ای کوچک و لغزنده هستند که بین زنجیره‌های پلیمری لاتکس فشرده می‌شوند، به همین دلیل است که بادکنک تولد تا سه‌شنبه روی زمین غرق می‌شود. پس از بیرون آمدن، با جو مخلوط می شود و با گذشت زمان مقداری به جو فوقانی می رسد، جایی که یون های هلیم می توانند به فضا فرار کنند. سپس یک قسمت دائمی از آن به طور کامل ترک می کند.

تعداد بسیار کمی از خریدهای روزمره به این شکل ختم می شوند.

سیاره چگونه این کار را انجام می دهد

آهسته و تصادفی. تقریباً تمام هلیوم زمین محصول فرعی فروپاشی رادیواکتیو است، زیرا اورانیوم و توریم موجود در سنگ گرانیت ذرات آلفا از خود ساطع می کنند و ذره آلفا که دو الکترون سرگردان را جذب می کند اتم هلیم است. انباشته شدن این گاز در هر چیزی که ارزش حفاری را دارد به زمان زمین شناسی نیاز دارد. سازمان زمین شناسی ایالات متحده هلیوم را جزو منابع تجدیدناپذیری است که از سطح زیرین استخراج می شود و در هیچ بازه زمانی مربوط به بیمارستان جایگزین نشده است.

اکثر اشکال در راه بالا گم می شوند. هلیم دارای کمترین شعاع اتمی در بین تمام عناصر است، بنابراین از منافذی عبور می کند که متان را بدون مشکل در خود نگه می دارد و تجمعات مفید به مهر و موم های مؤثر غیرعادی، اغلب نمک یا انیدریت نیاز دارند. بازیابی تجاری معمولاً نیازمند جریان گازی است که با حداقل 0.3 درصد هلیوم کار می کند. با برآورد منابع ایالات متحده، نظرسنجی نشان داد که 1217 مخزن از این حد عبور می کنند که 481 مخزن با سوابق به اندازه کافی کامل تقریباً 2 درصد از مخازن را در میادین گازی قابل توجه تشکیل می دهند.

چرا هیچ کدام از اینها برنمی گردد

زمین در هر ثانیه تقریباً 50 گرم هلیوم خارج می کند. دیوید کاتلینگ و کوین زانل که در ساینتیفیک امریکن می نویسند، این تلفات را در باد قطبی ردیابی کردند، جایی که خطوط میدان مغناطیسی باز در نزدیکی قطب ها به یون های نور اجازه می دهد تا به فضا شتاب بگیرند. این یک فرآیند تقریباً تمام هلیوم را که سیاره از دست می‌دهد بیرون می‌آورد و تقریباً با سرعتی که سنگ‌ها آن را باز می‌گردانند، بیرون می‌آید.

هوا روی هلیوم 5.2 پی پی ام می نشیند و در آنجا باقی می ماند. بازیابی آن از اتمسفر در یک آزمایشگاه امکان پذیر است و در یک کارخانه پوچ است، زیرا استخراج چند قسمت در میلیون از هوا انرژی بسیار بیشتری نسبت به استخراج آن از مخزنی که زمین شناسی قبلاً آن را متمرکز کرده است، هزینه دارد.

آهنرباهایی که آن را می نوشند

یک اسکنر MRI از بافت تصویربرداری می کند زیرا سیم پیچ های آن ابررسانا هستند و به دلیل اینکه چند درجه بالاتر از صفر مطلق هستند ابررسانا هستند.

فقط هلیوم در آنجا مایع باقی می ماند. خلاصه سال 2025 آژانس مواد معدنی بر پیامدهای آن تاکید دارد: هیچ چیز نمی تواند جایگزین هلیوم در کار برودتی کمتر از 256 درجه سانتی گراد شود.

به گفته فیلیپس، یک اسکنر معمولی تا 1700 لیتر هلیوم مایع را در خود جای می دهد. اگر آهنربا خاموش شود، یعنی ابررسانایی از بین برود و مایع خنک‌کننده بجوشد، هلیوم از لوله‌ای در سقف خارج شده و ناپدید می‌شود. خاموش شدن و راه اندازی مجدد روتین نیز به یک پارتیشن نیاز دارد.

ارقام USGS برای سال 2024 نشان می دهد که MRI 17 درصد از هلیوم در آمریکا استفاده می شود. بلند کردن گاز، به معنی بالون و کشتی هوایی، 18 مورد طول کشید. نیمه هادی ها، فیبر نوری و جو کنترل شده 15 مورد دیگر، جوشکاری 8 و غواصی در اعماق دریا 5 را تشکیل می دهند.

بازیافت تقریباً هیچ ویژگی ندارد. همان مطالعه اشاره می کند که هلیوم در کاربردهای با حجم بالا به ندرت در داخل کشور بازیابی می شود، به جز در برخی از سیستم های جوش مایع، و استفاده مجدد در سایر نقاط جهان رایج تر است. گاز بالون همان عنصری است که آهنربا را خنک می‌کند، فقط خلوص آن کمتر است و پس از رها شدن، عبور دومی برای آن وجود ندارد.

آهنربا مهر و موم شده و یدکی فروخته می شود

مهندسی در یک طرف این کتاب دارد. فیلیپس از سال 2018 یک آهنربای 1.5 تسلا کاملاً مهر و موم شده را ارسال کرده است که با یک بار شارژ هفت لیتری، آن را تا آخر عمر از جمله خنک کننده نگه می دارد، با حدود 2000 دستگاه نصب شده و بیش از شش میلیون لیتر صرفه جویی در شمارش شرکت. زیمنس هلث‌اینرز یک آهن‌ربای مهر و موم شده اختصاصی دارد که بدون نیاز به لوله خنک‌کننده، شارژ اسکنر را از 1.5 تسلا به 0.7 لیتر از 1500 کاهش می‌دهد. بسیاری از اسکنرهای قدیمی سال ها در خدمت باقی خواهند ماند، در حالی که طرح های مهر و موم شده جدیدتر می توانند به طور چشمگیری مصرف هلیوم را کاهش دهند.

عرضه به سمت دیگری رفت. واشنگتن در سال 1925 وارد تجارت هلیوم شد تا در کشتی های هوایی نظامی استفاده کند و در سال 2024 زمانی که دفتر مدیریت زمین 460 میلیون دلار از فروش سیستم هلیوم فدرال، میدان کلیفساید و 680 کیلومتر خط لوله از جمله به وزارت خزانه داری ارسال کرد، آن را ترک کرد. مسر، یک شرکت گاز صنعتی، اکنون مالک آن است.

به این ترتیب، فهرست کوتاهی از تولیدکنندگان تحت سلطه ایالات متحده، قطر، روسیه و الجزایر، با حجم کمتر از کانادا، چین و لهستان، و خریداران اتحادیه اروپا که از سپتامبر 2024 از هلیوم روسی منع شدند. قیمت پایه هلیوم کلاس A در سال 2024 به حدود 14 دلار در هر متر مکعب رسید، قبل از اینکه تولیدکنندگان به هزینه های اضافی اضافه کنند.

پوسیدگی به پر کردن کمد لباس طبق برنامه ای که در صدها میلیون سال اندازه گیری شده است، بی تفاوت به چرخه عرضه فرد ادامه خواهد داد. همه چیز دیگر یک تصمیم است: کدام میدان ها را حفاری کنیم، کدام آهن ربا را تغییر دهیم، چه کسی به چه کسی بفروشد، و چند لیتر از دریچه سقف بالا می رود، زیرا دستگاهی که پانزده سال پیش خریداری شده است، هنوز عکس های عالی می گیرد. تعداد انگشت شماری از کشورها شیرهای آب را نگه می دارند. کمبود بعدی تقصیر زمین شناسی نخواهد بود.

بلاگ علم را در گوگل دنبال کنید

ما را به عنوان منبع ترجیحی اضافه کنید تا گزارش‌های وبلاگ Science بیشتر را در Google ببینید.


Source link

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا