کاربردهای گاز هلیوم در صنایع مختلف
وقتی از کاربردهای هلیوم صحبت میکنیم، اغلب به یاد بادکنکهای مهمانی و تولد میافتیم. با این حال، کاربردهای گاز هلیوم بسیار فراتر از چیزی است که تصورش را میکنیم. در واقع بدون این گاز، ممکن بود ما هرگز شاهد فروشگاهها، سوپرمارکتها و تلفنهای همراه نبودیم؛ حتی توانایی تشخیص سرطانها را نیز نداشتیم. در این مقاله کاربردهای مختلف هلیوم را معرفی میکنیم که احتمالا از آنها اطلاعی نداشته اید.
کاربرد گاز هلیوم در اینترنت
گاز هلیوم در عرصه تکنولوژی و فناوری نیز کاربردهای جالب زیادی دارد؛ از جمله توانایی خواندن همین مقاله! کابلهای فیبر نوری که دسترسی به اینترنت و تلویزیون را به خانه و کامپیوتر شما میدهند، در فضایی با هلیوم خالص تولید میشوند تا حبابهای هوا داخل کابل محبوس نشوند.
گاز هلیوم در تلفن همراه
در سخت افزار تبلت، گوشی هوشمند و رایانه روی میز شما یک تراشه نیمه هادی وجود دارد؛ تراشه کوچکی که مجموعهای از مدارها را در خود جای میدهد تا جریانهای الکتریکی را در سراسر دستگاه به منظور انجام عملکردهای خاص منتقل کند. این تراشه نیز همانند کابل های فیبر نوری در محیطی با حضور گاز هلیوم تولید می شوند.
آپولو 13
در تمامی ماموریتهای فضایی، از هیدروژن و اکسیژن مایع به عنوان سوخت موشک استفاده میشود؛ اما کپسول گاز هلیوم برای تمیز کردن مخازن سوخت پس از تخلیه شدن آنها مورد نیاز است. از آنجایی که هلیوم گازی بی اثر است، با سوختی که ممکن است هنوز در مخزن باقی مانده باشد، وارد واکنش نشده و نمیسوزد. از طرف دیگر، اگر از این گاز برای تمیز کردن مخازن استفاده شود، در لولهها یخ نمیزند.
راکتورهای هستهای
تولید انرژی نیز نیازمند استفاده از ویژگیهای مختلف هلیوم است. راکتورهای هستهای، راکتورهایی با دمای بالا هستند که ایمنی بیشتری داشته و مقرون به صرفهتر از راکتورهای سنتی و قدیمی هستند. این راکتورها با استفاده از توربین، گرما تولید میکنند تا گاز هلیوم از درون هسته عبور کند. راه عبور هلیوم، حاوی بستری از سنگریزههایی به اندازه توپ تنیس است که از اورانیوم ساخته شده است.
گاز هلیوم برای غواصی
کپسولهای غواصی که غواصان با آنها به زیر آب میروند، فقط با اکسیژن پر نشده است. برای ایجاد یک فضای مصنوعی برای غواص، مخزن و کپسول گاز تنفسی آنها با مخلوطی از 80 درصد هلیوم و 20 درصد اکسیژن پر می شود. افزودن هلیوم در یک محیط پرفشار، باعث آسانتر شدن تنفس غواص میشود.
هلیوم در پزشکی
بخشی از حیاتیترین و مهمترین کاربردهای هلیوم در صنعت پزشکی است. از گاز هلیوم در پزشکی، برای درمان آسم، آمفیزم و سایر مشکلات تنفسی به صورت ترکیب با اکسیژن استفاده میشود؛ زیرا ترکیب اکسیژن و هلیوم، بسیار سریعتر از درمان با اکسیژن خالص به ریهها میرسد.
کاربرد در ام آر آی
بدون هلیوم، بیمارستانها قادر نخواهند بود از اسکن MRI استفاده کنند. این دستگاه با استفاده از یک آهنربای بسیار قوی، تصاویر دقیق از ساختارهای داخلی بدن تولید میکند. این آهنربای پرقدرت، برای کار کردن باید خنک شود و تا دمایی به اندازه -269 درجه سانتیگراد (-452.2 درجه فارنهایت) سرد شود. گاز هلیوم بهترین گزینه برای خنک کردن دستگاه ام آر ای است.
کاربرد گاز هلیوم در لیزر
اگرچه لیزرهای دیودی کمتر از قبل مورد استفادره قرار میگیرند، اما لیزرهای گاز هلیوم-نئون کم توان عامل اصلی پرتوهای قرمز رنگ بودند که برای اسکن بارکدها در فروشگاهها و سوپرمارکتها استفاده میشد.
هلیوم در بازرسی کشتی
از جمله کاربردهای مهم گاز هلیوم، تشخیص نشت در بدنه کشتی است. از آنجایی که این گاز سه برابر سریعتر از هوا در مواد جامد انتشار پیدا میکند، به همین دلیل برای شناسایی نشتی در بدنه کشتیها، سیستمهای تهویه مطبوع در خودروها و تجهیزات فشار بالا مانند جاروبرقی و سیستمهای برودتی استفاده میشود.
کاربرد گاز هلیوم در میکروسکوپ
یکی از کاربردهای جدیدتر گاز هلیوم، در میکروسکوپ است. میکروسکوپهای نماد هلیوم جدید نسبت به میکروسکوپهای الکترونی روبشی توانایی بیشتری در تولید تصاویر با وضوح بالا دارند.
کاربرد گاز هلیوم در کیسه هوا
همانطور که پیش از این اشاره کردیم، گاز هلیوم سه برابر سریعتر از هوا میتواند منتشر شود. به همین دلیل از آن برای پر کردن کیسههای هوای ماشین استفاده میشود و باعث می شود که کیسه هوا تقریباً بلافاصله پس از ضربه باد شود.
استفاده از گاز هلیوم برای خودکشی
متأسفانه مشخص شده است که گاز هلیم میتواند به عنوان وسیلهای مؤثر برای خودکشی به کار برود. هلیوم سبکتر از هوا است؛ بنابراین استنشاق این گاز باعث جابجایی اکسیژن در ریهها می شود. اگر هلیوم به اندازه کافی استنشاق شود، اکسیژن مورد نیاز برای تنفس به بیرون رانده شده و فرد با آمبولی، خفگی سریع یا حتی انفجار ریه مواجه میشود. به همین دلیل است که با وجود صداهای خنده دار و نازکی که گاز هلیوم میتواند به وجود بیاورد، فرد هرگز نباید هلیوم را از مخزن یا بالن آن استنشاق کند.
خلاصه کاربردهای هلیوم در صنایع مختلف
تبه طور خلاصه، از گاز هلیوم در موارد زیر استفاده میشود:
- اینترنت
- تلفن همراه
- آپولو 13
- رآکتورهای هستهای
- پزشکی
- غواصی
- ام آر ای
- بازرسی کشتی
- لیزر
- میکروسکوپ
- کیسه هوا
- سوخت موشک