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

Добавить комментарий

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

Парк Галицкого в Краснодаре: бесплатно, красиво, надолго — что посмотреть и сколько времени заложить на прогулку

Если вы будете проездом в городе Краснодаре или приехали сюда на отдых, то я непременно рекомендую посетить знаменитый парк «Галицкого», который официально носит название парк «Краснодар». Это...

Чем пристань отличается от причала

Водный транспорт требует наличия специально оборудованных мест для безопасной стоянки, посадки пассажиров и выгрузки привезенных товаров. В повседневной речи слова «пристань» и «причал» очень часто...

Нарвал — морской единорог Арктики: жизнь и тайны загадочного кита

Нарвал — одно из самых загадочных и необычных животных Арктики. Его нередко называют «морским единорогом» из‑за характерного длинного бивня, выступающего из головы. Этот обитатель...

Динамика разрушения: почему пал «Галопирующая Герти»

Обрушение Такомского моста (Такома-Нэрроуз) в 1940 году — один из самых показательных эпизодов в истории инженерии. Этот случай наглядно демонстрирует: даже крупная и, казалось бы,...

Кевлар: история прочного волокна и области его применения

На сегодняшний день пара-арамидные волокна интегрированы в экипировку специалистов, работающих в экстремальных условиях: военнослужащих, сотрудников силовых структур, космонавтов, исследователей, а...