Hvordan fremstilles helium?

Selvom helium er rigeligt i rummet, den type, der bruges til balloner og andre formål, er udvundet af naturgas og ikke så let at komme til. Ivan Shutov/EyeEm/Getty Images

Hvis du putter helium i en ballon og slipper ballonen, ballonen vil stige, indtil den når en højde på lige under 33, 10.000 fod (10 kilometer), på hvilket tidspunkt vil den briste, fordi atmosfæretrykket og styrken af ballonens hud ikke vil være nok til at modstå trykket fra gassen inde i den [kilde:BBC Science Focus].

Helium, der slipper ud, er lettere end de andre gasser i atmosfæren, så der er ingen grund til at stoppe - det bliver bare ved og lækker ud i rummet. Derfor er der til enhver tid kun et spor af helium - 0,0005 procent - i atmosfæren [kilde:Jefferson Lab].

Helium er rigeligt i rummet, hvor det fremstilles som et produkt af fusionsreaktionen inde i stjerner som f.eks. solen. Det naturligt forekommende helium på Jorden, selvom, kommer fra en anden form for proces. Dybt inde i Jorden, radioaktive elementer som uran og thorium henfalder og bliver til andre elementer. Biproduktet af disse reaktioner er små fragmenter kaldet a-partikler, som består af to neutroner og to protoner. Disse partikler opfanger elektroner fra miljøet omkring dem og bliver til helium, som gradvist stiger op gennem skorpen og udsendes til atmosfæren, hvor den bliver ved med at stige, indtil den kommer ud i rummet [kilde:University of Pittsburgh].

Heldigvis for os, helium kommer også ind i den naturgas, som olie- og gasboremaskiner udvinder fra jorden til brug som brændstof [kilde:University of Pittsburgh]. Det giver os en forsyning, som vi kan bruge til at sprænge balloner, såvel som til en lang række andre industrielle processer, lige fra lysbuesvejsning til MR til fremstilling af siliciumchips til computere. Der skal være en vis mængde helium i naturgassen - mindst 0,3 volumenprocent - for at retfærdiggøre alle problemer med at adskille den fra naturgas. Dette gøres gennem industrielle processer, der filtrerer andre urenheder, såsom vand, kuldioxid og hydrogensulfid fra gassen. Endelig, en proces kaldet kryogen forarbejdning bruges til at afkøle gassen og fjerne den metan, der udgør det meste af den, efterlader en rå form for helium, der er omkring 50 til 70 procent ren, med små mængder argon, neon og brint udgør resten. Derefter, det rå helium renses gennem en anden køle- og filtreringsproces, der resulterer i en form for helium, der er mere end 99 procent rent [kilde:NAP].

Problemet er, at der ikke er så mange steder med naturgasfelter, der har nok helium i dem, og det er svært at udvinde helium effektivt og overkommeligt, og det meste kommer fra få kilder, herunder den amerikanske regerings National Helium Reserve i Texas. Med så stor efterspørgsel efter helium til industrien, der er bare ikke nok til at gå rundt. Denne mangel har skadet virksomheder som Party City, et selskab med festartikler, som ventes at lukke 45 af sine butikker i 2019 [kilde:Gibson].

relaterede artikler

Sådan fungerer heliumballoner
Hvad hvis vi løber tør for helium?
Hvad hvis nogen frigiver en stor mængde helium til et lille rum?
Ville en ballon fyldt med vakuum i stedet for helium flyde?
Sådan fungerer blimps
Sådan fungerer luftballoner

Kilder

BBC Science Focus. "Hvor højt kan en heliumballon flyde?" Sciencefocus.com. (13. maj kl. 2019) https://www.sciencefocus.com/science/how-high-can-a-helium-balloon-float/
Gibson, Kate. "Deflateret af heliummangel, Party City lukker 45 butikker. "CBS News. 10. maj, 2019. (13. maj, kl. 2019) https://www.cbsnews.com/news/party-city-helium-to-close-45-tores/
Jefferson Lab. "Element Helium." Education.jlab.org. (13. maj kl. 2019) https://education.jlab.org/itselemental/ele002.htmlNationale videnskabsakademier, Engineering og medicin. "Virkningen af at sælge den føderale heliumreserve." Nap.edu. 2000. (13. maj, kl. 2019) https://www.nap.edu/read/9860/chapter/7
University of Pittsburgh. "Helium:Kilder og anvendelser." Researchservices.pitt.edu. (13. maj kl. 2019) https://researchservices.pitt.edu/helium/sourcesanduses

Oprindeligt udgivet:1. apr. 2000

Hvordan laves Helium ofte stillede spørgsmål

Hvordan dannes helium?

Det radioaktive henfald af thorium og uran forårsager dannelse af helium. De er ekstremt ustabile og har tendens til at forfalde.

Hvor får vi heliumgas fra?

Næsten alt helium udvindes fra naturgas. Denne forsyning af helium kommer fra underjordiske gasfelter, der er placeret i USA og Rusland.

Hvordan indsamler folk helium?

Helium udvindes sammen med naturgas. Dette er en lang proces, hvor en boremaskine bruges til at bore brønde meget dybt ned i jordskorpen. Boreriggen skal trænge igennem laget af skorpen kaldet Cap Rock for at nå eventuelle naturgasreserver.

Kan helium fremstilles kunstigt?

Helium findes i overflod overalt i universet. Faktisk, det er det næststørste element, man kender. På grund af dets kemiske sammensætning, det er ikke muligt at fremstille helium kunstigt, derfor er det ekstraheret fra naturgasbrønde.

Hvem bruger mest helium?

Den største forbruger af helium er NASA, som bruger omkring 75 millioner kubikmeter helium. Dette følges nøje af det amerikanske forsvarsministerium, som bruger helium til at afkøle ilt og brint, der bruges som raketbrændstof.

Sidste artikelHvordan virker en løgnedetektor (polygraf)?

Næste artikelHvad er hvid støj?