Πώς εξορύσσεται το ήλιο;

Τη στιγμή της δημοσίευσης, υπάρχουν περίπου οκτώ χρόνια αξίας ηλίου που έχουν απομείνει στο μεγαλύτερο απόθεμα ηλίου στον κόσμο στο Amarillo του Τέξας, με βάση το τρέχον ποσοστό χρήσης στον κόσμο. Οι ΗΠΑ προμηθεύουν το 30% της παγκόσμιας προσφοράς ηλίου από το Federal Helium Reserve. Αυτή η έλλειψη ηλίου θα επηρεάσει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών ηλίου. Το ήλιο είναι ένα συστατικό του φυσικού αερίου, επομένως οι μέθοδοι εξαγωγής ηλίου από τη γη είναι οι ίδιες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στην εξόρυξη φυσικού αερίου.

Μια γεώτρηση χρησιμοποιείται για τη διάτρηση φυσικού αερίου ή μεθανίου. Η υπόγεια πίεση είναι μεγαλύτερη, οπότε όταν βρίσκεται το αέριο, ανεβαίνει στην κορυφή. Το αέριο γεμίζει τον κοίλο χώρο στη γραμμή γεώτρησης και κατευθύνεται μέσω μιας σειράς σωλήνων σε μια εγκατάσταση. Μέσα στο εργοστάσιο, το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα απομακρύνονται για να αποφευχθεί ο κίνδυνος του πάγου να συνδέσει τις σωληνώσεις κατά τη διάρκεια της κρυογονικής διαδικασίας.

Διαχωρίστε το φυσικό αέριο από το άζωτο. Μειώστε τη θερμοκρασία του φυσικού αερίου και χρησιμοποιήστε μια μονάδα απόρριψης αζώτου για να διαχωρίσετε το άζωτο από το φυσικό αέριο. Το αέριο ήλιο συμπυκνώνεται εντός του αζώτου. Διαχωρίστε το αέριο ήλιο από το άζωτο χρησιμοποιώντας μια κρυογονική μονάδα διαχωρισμού. Χρησιμοποιήστε το συμπιεστή για να συμπιέσετε το αέριο και στη συνέχεια το αέριο θα επεκταθεί σε ένα μεγάλο δοχείο, δημιουργώντας ένα φαινόμενο ψύξης. Καθώς το αέριο ψύχεται, το ήλιο διαχωρίζεται από το άζωτο.

Κατά τη διαδικασία διαχωρισμού των στοιχείων, τα στοιχεία συμπυκνώνονται ή υγροποιούνται. Το φυσικό αέριο θα γίνει υγρό μεταξύ -15 και -25 βαθμών Κελσίου. Σε αυτό το σημείο το αέριο άζωτο αφαιρείται από το φυσικό αέριο. Το άζωτο γίνεται υγρό γύρω στους -70 βαθμούς Κελσίου. Το αέριο ήλιο απομακρύνεται από το άζωτο. Το ήλιο υγροποιεί στους -250 βαθμούς Κελσίου. Το υγρό ήλιο είναι 99,9% καθαρό ήλιο. Είναι φθηνότερο να μεταφέρετε ήλιο ως υγρό, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορες εφαρμογές.

Το ήλιο χρησιμοποιείται συχνά ως ψυκτικό. Στα καλώδια οπτικών ινών, υγρό ήλιο χρησιμοποιείται για την ψύξη λιωμένου πυριτίου. Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης ως ψυκτικό για τον μαγνήτη σε απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού ή μαγνητική τομογραφία. Στην αέρια χρωματογραφία, το ήλιο χρησιμοποιείται ως αέριο φορέας καθώς το όργανο ανιχνεύει και αναγνωρίζει τα στοιχεία. Για την εξερεύνηση του διαστήματος, το ήλιο χρησιμοποιείται ως παράγοντας συμπίεσης. Είναι ένα μη αντιδραστικό αέριο που γεμίζει ένα κενό διάστημα, αποτρέποντας την έκρηξη. Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης ως ανιχνευτής διαρροών επειδή το μέγεθος των μορίων του είναι τόσο μικρό που μπορούν εύκολα να διαφύγουν. Ωστόσο, μία από τις πιο γνωστές χρήσεις του ηλίου είναι να φουσκώνει τα μπαλόνια.