Гелий — невозобновляемый ресурс: что будет, если он закончится на Земле

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Сегодня ни один праздник не обходится без шаров, наполненных гелием. Но мало кто знает, что в обозримом будущем все мы можем остаться без этого яркого праздничного атрибута. И всё из-за того, что гелий относится к невосполнимым ресурсам планеты, а его запасы с каждым годом уменьшаются. К каким последствиям ещё может привести его исчезновение, рассмотрим ниже в статье.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Как образуется

Гелий является продуктом радиоактивного распада тяжелых элементов(тория, самария, урана), происходящего во внешней твёрдой оболочке Земли и мантии. В результате этого процесса, который называется «α-распадом», радиоактивными ядрами испускается дважды магическое ядро гелия. Таким образом, в недрах планеты происходит постоянное образование гелия, но скорость этого процесса крайне мала. Представьте себе масштабы: одной тонной гранита, в среднем содержащей 2 грамма урана и 10 грамм тория, за несколько миллионов лет выделяется только около половины кубического сантиметра этого вещества. Это иллюстрирует чрезвычайно медленный темп естественного пополнения запасов газа по сравнению с темпами его потребления. Интересно, что значительная часть гелия, образовавшегося за миллиарды лет существования планеты, уже улетучилась в космос из-за малой массы атомов гелия и слабого гравитационного удержания.

α-распад
Автор: Inductiveload Источник: commons.wikimedia.org

Чем осложнено добывание гелия

Добывается гелий путём извлечения из сильно охлаждённой смеси углеводородов либо из нагретых до 1000° минералов( фергюсонита, клевеита, монацита). Образующийся в недрах Земли гелий мигрирует вверх и накапливается в месторождениях, часто в ассоциации с метаном. Однако природный газ содержит небольшие концентрации гелия, которые, как правило, составляют доли процента. Например, на одном из крупных Оренбургских добывающих гелий заводов его содержание в исходном газе равна лишь 0.055%, что делает процесс его извлечения сложным и энергозатратным. Криогенная дистилляция — основной метод выделения гелия из природного газа. Этот процесс требует больших объемов энергии, что приводит к дополнительным экологическим проблемам. Проблема усугубляется тем, что количество месторождений природного газа, богатых гелием, ограничено. Многие из наиболее значительных месторождений уже разрабатываются, и открытие новых источников гелия — редкое и сложное мероприятие.

Последствия истощения гелиевых запасов: технологический тупик

Гелий относится к инертным благородным газам. Его редчайшие свойства, такие как высокая теплопроводность, низкая температура кипения и химическая инертность, сделали его незаменимым в разных областях науки, техники и медицины. И хотя гелий находится на втором месте во Вселенной по распространённости, его запасы на нашей планете ограничены и стремительно истощаются, что грозит серьезными последствиями для мировой экономики и научного прогресса. Многие прогнозы говорят о возможном исчерпании доступных запасов уже в ближайшие десятилетия, хотя точные сроки остаются предметом научных дискуссий. Оценка оставшихся запасов колеблется, но некоторые эксперты, в частности английский химик, профессор из University of St. Andrews Дэвид Коул-Гамильтон, действительно считает, что их хватит менее чем на 10 лет при сохранении нынешних темпов потребления. По самым оптимистичным прогнозам гелия не будет, спустя 150-200 лет.

Истощение запасов гелия может иметь серьезное последствия для различных областей промышленности и науки. Гелий применяется как охлаждающий элемент для сверхпроводящих магнитов МРТ-сканеров. Нехватка гелия может привести к повышению стоимости и ограничению доступа к этой важной медицинской процедуре. Помимо этого он используется как защитный газ от окисления сварочных швов при сварке, особенно в высокотехнологичных областях. Его дефицит затруднит производство высококачественных материалов. В космической промышленности без этого газа тоже не обходятся. Для ракетных двигателей он выступает в качестве топлива. Также гелий позволяет создавать инертную атмосферу в космических аппаратах. Неоценима роль гелия и в научных исследованиях. Это вещество незаменимо в криогенных установках, используемых в физических экспериментах, например, при изучении сверхпроводимости и конденсатов Бозе-Эйнштейна. Ещё одной областью, где широко применяется гелий, является производство полупроводников. Высокая чистота гелия необходима в производстве микрочипов.

Автор: Drazen Zigic Источник: ru.freepik.com

Дефицит гелия неизбежно приведет к повышению его цены, что сделает многие технологии более дорогими и менее доступными. Это может замедлить темпы технологического развития и ограничить научные исследования. Поэтому поиск альтернативных методов получения гелия и разработка технологий, уменьшающих его потребление, являются первостепенными задачами. Среди перспективных направлений -разработка новых, более эффективных методов криогенной сепарации гелия, поиск новых гелийсодержащих месторождений и использование альтернативных хладагентов в медицинском оборудовании. Но главное— необходимо разработка более рациональных схем использования гелия, переход к замкнутым циклам его обращения и снижение потребления. Только комплексный подход позволит предотвратить глобальный гелиевый кризис в будущем.

Изображение в превью:
Автор: freepik
Источник: ru.freepik.com
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

6 комментариев

w
И нафига его в шарики качать
S
A что с ним еще делать? Он главным образом попутно с природным газом добывается. Запасать вдолгую его не особо получается, потому что очень летуч. Или сначала в шарики, или сразу в атмосферу.
m
такие как высокая теплопроводность, низкая температура кипения
Так себе у него теплопроводность… Как и у любого газа… А вот про температуру кипении по подробнее…
ЗЫ, гелий, из-за его инертности не расходуется.
a
Самая низкая температура кипения из всех известных при нормальном давлении.
Bokor
«Для ракетных двигателей он выступает в качестве топлива».
Вы чего там купите? Вы серьёзно?! Гелий — самый инертный из всей группы инертных газов. Чем вы это топливо окислять собрались?
Дальше читать не стал.
Bokor
«Для ракетных двигателей он выступает в качестве топлива».
Вы чего там курите? Вы серьёзно?! Гелий — самый инертный из всей группы инертных газов. Чем вы это топливо окислять собрались?
Дальше читать не стал.
«Для ракетных двигателей он выступает в качестве топлива».
Вы чего там купите? Вы серьёзно?! Гелий — самый инертный из всей группы инертных газов. Чем вы это топливо окислять собрались?
Дальше читать не стал.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Нейтронные звёзды перед столкновением деформируются не так, как считалось: физики обнаружили три релятивистских механизма, которых не было в моделях

Нейтронная звезда — один из самых плотных объектов во Вселенной. При диаметре около двадцати километров её масса составляет порядка полутора солнечных. Вещество внутри сжато до...

Недостроенный детектор на дне моря поймал нейтрино, которое не смог поймать IceCube. Новая физика или случайность?

В феврале 2023 года детектор ARCA — часть строящегося на дне Средиземного моря нейтринного телескопа KM3NeT — зарегистрировал частицу экстремальной энергии. Мюон прошил...

Обзор наушников CCA Xyrra: скорость и драйв в ультрабюджетном сегменте

Компания CCA, в отличии от Knowledge Zenith, решила зайти с немного иной стороны, и вместо планарного излучателя, как у KZ Duonic, установила арматурный 30118, зато самого последнего...

Обзор увлажнителя воздуха РЕДМОНД HF2213S: Создай свой климат со смартфона

Увлажнение воздуха в доме особенно важно в отопительный сезон, когда окна обычно закрыты, а горячие батареи сильно сушат воздух. Увлажнитель помогает поддерживать оптимальную влажность без лишних...

Почему кухонная вытяжка начинает шуметь сильнее обычного, и как решить эту проблему

Кухонная вытяжка — один из тех бытовых приборов, к которому быстро привыкают. Пока она работает тихо и незаметно, на неё редко обращают внимание. Но если однажды привычный звук...