من أين يأتي الهيليوم؟ أين يمكنك أن تجد غاز الهيليوم؟ الهيليوم هو ثاني أخف عنصر في العالم وهو ثاني أكثر العناصر وفرة. وفقًا لبعض التقديرات ، يمتلك الهيليوم 24٪ من حجم الكون. كما أن وفرة هذا العنصر تشبه تفاعلات العنصر الذري الرئيسي بما في ذلك الهيدروجين. إذن ، إذا كانت وفرة الهيليوم عند هذا المستوى ، فأين يمكن العثور عليها؟
من أين يأتي الهيليوم
حاليًا ، المصدر الرئيسي لاستخراج وإنتاج الهليوم الهليوم هو الغاز الطبيعي أو الغاز الحامض. في المرحلة الأولى من استخلاص الهيليوم-الهليوم ، تنخفض درجة حرارة الغاز الطبيعي ويتم الحصول على سائل الهيليوم بنقاوة 80٪. في هذه الخطوة ، يتم إزالة العديد من الشوائب بما في ذلك الميثان والإيثان والبروبان والأرجون والنيتروجين من الغاز.
بالطبع ، هناك أيضًا إمكانية لاستخراج الهيليوم الهيليوم من الغلاف الجوي ، وهو أمر غير مجد اقتصاديًا بسبب تكلفته العالية. من بين المنتجين الرئيسيين لغاز الهليوم الولايات المتحدة وقطر والجزائر وروسيا.
ما هو غاز الهليوم؟
الهيليوم (He) هو عنصر كيميائي في شكل غاز ، وهو موجود في المجموعة 18 من الجدول الدوري ، ومثل غاز الأرجون ، فهو عضو في عائلة الغازات النبيلة أو الخاملة. إنه ثاني أخف عنصر (الأول هو غاز الهيدروجين) وهو غاز عديم اللون والرائحة والطعم يسيل عند -268.9 درجة مئوية (-452 درجة فهرنهايت). درجة غليان الهيليوم ونقطة تجمده أقل من أي مادة وتركيب آخر معروف.
ما هو تاريخ غاز الهليوم؟
تم العثور على الهيليوم في الغلاف الجوي الغازي حول الشمس من قبل عالم الفلك الفرنسي بيير جانسن ، الذي اكتشف خطًا أصفر لامعًا في طيف الكروموسفير الشمسي في عام 1868. تم اعتبار هذا الخط في الأصل لتمثيل عنصر الصوديوم مع الخطين D1 و D2.
في عام 1868 نفسه ، لاحظ عالم الفلك الإنجليزي جوزيف نورمان لوكير وجود خط أصفر في الطيف الشمسي لا يتطابق مع خطي الصوديوم D1 و D2 ؛ لذلك نسميها الخط D3. خلص Lockyer إلى أن خط D3 تم إنشاؤه بواسطة عنصر في الشمس غير معروف على الأرض ولم يتم اكتشافه بعد. استخدم هو والكيميائي إدوارد فرانكلاند الكلمة اليونانية للشمس ، هيليوس ، لتسمية العنصر المكتشف.
أين يتم حصاد أقصى كمية من غاز الهليوم؟
تكمن المشكلة في أن وفرة عنصر ما في العالم لا تعني وفرة نفس العنصر على الأرض. والهيليوم هو بالضبط العنصر الذي يناسب السيناريو أعلاه. ويشكل الهيليوم 0.00052٪ فقط من الغلاف الجوي للأرض ، و يُستخرج معظم الهيليوم من باطن الأرض ، ويُطلق من المناجم أو من رواسب الغاز. هذه الخصائص تجعل هذا العنصر أندر عنصر على هذا الكوكب.
وجود غاز الهيليوم بين النجوم
كما ذكرنا من قبل فإن هذا العنصر نادر على الأرض ، ولكن هناك أماكن أخرى في العالم يتواجد فيها هذا العنصر بكثرة ، فإذا نظرنا إلى الفضاء نجد معظم الهيليوم موجود في النجوم وبين النجوم. ردود الفعل من هذه القوة ، معظم النجوم لإنتاج ذرات الهيليوم ، فإنها تنتج هذه الطاقة من اندماج ذرات الهيدروجين المفردة.إن قوة الجاذبية للنجوم هي التي كانت متوازنة وساعدت في إنشاء هذه القضية لملايين السنين.
كيف يظهر الهيليوم على الأرض؟
على الأرض ، تتكون غالبية غاز الهيليوم من انهيار الهيليوم ، وهي بالضبط النقطة المعاكسة لتفاعل الطاقة النووية ، وهو ما يسمى تحلل الذرات الانصهار ، لذلك فإن وجود المعادن المشعة في الغلاف اللايسوسفير يشبه اليورانيوم المصدر الرئيسي للهيليوم. هناك مواقع رئيسية على الأرض تركز على حصاد الهيليوم. لماذا يوجد نقص في غاز الهليوم في العالم؟ على الرغم من كل الهيليوم الموجود على الأرض ، فإن الولايات المتحدة الأمريكية تنتج أكبر كمية من الهيليوم ، وهي 78٪ ، ويتم حصاد بقية الهيليوم المستخرج من الأرض في شمال إفريقيا والشرق الأوسط وروسيا.
الطلب العالمي على الهيليوم
الشيء المثير للاهتمام هو أنه بفضل وجود الرواسب ، فإن الطلب العالمي على الهيليوم يتم إنتاجه بانتظام ، وعلى عكس النفط ، الذي يمكن أن يتشكل من شكل عضوي خلال عقد من الزمن ، يتم إنتاج 3000 ألف طن من الهيدروجين سنويًا حتى يطلب الهيليوم الوصول إليه. بالنسبة للبترول ، لا تزال هناك حاجة لتجاوز هذا العرض الحالي.
كفاءة غاز الهليوم في المستقبل
يبدو أن غاز الهليوم سيلعب دورًا رئيسيًا في المستقبل ، وتبحث الحكومة عن مصدر نفط للهيدروجين لخلايا الوقود والتقنيات الأخرى المتعلقة بالنقل. في الوقت الحالي ، لا تزال الوعود المقدمة في شكل تنبؤات ، لكننا نأمل في مزيد من المعرفة في مجال الغاز بطريقة يمكن أن تكون مصدرًا جديدًا للحضارة الإنسانية ، بينما تعتمد أرضنا حاليًا على الكربون.
وفرة من غاز الهليوم
يشكل غاز الهليوم حوالي 23٪ من كتلة الكون. لذلك ، من حيث الوفرة ، فإنها تحتل المرتبة الثانية بعد غاز الهيدروجين. أكبر كمية من هذا الغاز تتركز في النجوم. حيث يتم تصنيعه وخلقه من الهيدروجين عن طريق الاندماج النووي. لكن في الغلاف الجوي للأرض ، تكون 1 فقط من 200000 جزء (0.0005٪).
توجد كميات صغيرة منه أيضًا في المعادن المشعة والحديد النيزكي والينابيع المعدنية. تعتبر كمية كبيرة من الهيليوم جزءًا من الغلاف الجوي للأرض (حوالي 7.6٪). من ناحية أخرى ، يحتوي الهواء الطبيعي على حوالي 5 أجزاء في المليون ، وتحتوي قشرة الأرض على حوالي 8 أجزاء فقط لكل مليار من غاز الهيليوم.
كيفية انتاج الهيليوم
يتم فصل غاز الهليوم (بنسبة نقاء 98.2٪) عن المكونات الأخرى للغاز الطبيعي عن طريق التسييل عند درجات حرارة منخفضة وتحت ضغط مرتفع. من خلال امتصاص الغازات الأخرى على الفحم النشط المبرد ، يمكن الحصول على عنصر بنقاوة 99.995٪. تبلغ كمية الهليوم التي يمكن الحصول عليها من 1000 طن (900 طن متري) من الهواء حوالي 112 قدمًا مكعبًا (3.17 متر مكعب). يتم قياس هذه القيم في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي العادي.
ما هي مخاطر الهيليوم؟
هذا الغاز خامل ومحايد ، ولهذا السبب ينتمي إلى فئة الغازات الآمنة ؛ ومع ذلك ، من الجيد مراعاة إرشادات السلامة والاحتياطات عند العمل معها لتقليل المخاطر المحتملة في بيئة عملك.
ما هي استخدامات الهليوم؟
يستخدم هذا الغاز كدفع صاروخي للضغط على خزانات الوقود ، وخاصة خزانات الهيدروجين السائل ؛ لأن الهيليوم فقط هو الذي يبقى غازًا عند درجة الحرارة حيث يتحول الهيدروجين إلى سائل. كما أنها تستخدم كمبرد في خزانات التبريد ؛ لأن الهليوم السائل هو أبرد مادة تم اكتشافها على الإطلاق.
يعتبر هذا الغاز متتبعًا آمنًا وتستخدمه الصناعات المختلفة أيضًا للكشف عن تسرب الغاز في منتجاتها وأجهزتها. يستخدمها مصنعو منتجات الهباء الجوي والإطارات والثلاجات وطفايات الحريق ومكيفات الهواء وغيرها من الأجهزة لاختبار جودة الأختام قبل طرح منتجاتهم في السوق.
للتنفس في البيئات عالية الضغط مثل الغوص ، يتم استخدام غاز الهليوم ممزوجًا بغاز الأكسجين ؛ لأن هذا الغاز قليل الذوبان في مجرى الدم ولا يسبب استنشاقه مشاكل حادة للجهاز التنفسي. لذلك ، يُعرف بأنه أحد المكونات الرئيسية في إنتاج غاز الغوص.
