Что случится, когда закончится гелий
Если случайно выпустить из рук гелиевый воздушный шарик, в небо улетит и газ, который многие привыкли считать забавной игрушкой. На самом деле этот газ спасает жизни, заглядывает внутрь человеческого тела и помогает запускать ракеты. И он стремительно исчезает с нашей планеты.
Где и как добывают гелий
Французский астроном Пьер Жансен впервые увидел гелий не в лабораторной колбе, а на Солнце. Во время затмения 1868 года он заметил в спектре светила незнакомую желтую линию, и только спустя годы ученые поняли, что это новый химический элемент. На Земле гелия оказалось удивительно мало: он занимает лишь 0,0005% нашей атмосферы.
Добывать гелий выгодно далеко не везде, поэтому в мире существует всего несколько крупных центров. Крупнейший производитель — США, на их долю приходится около 40% мирового объема. Второе место занимает Катар с примерно 30%, третье — Россия, которая дает около 10%. Если Россия поставляет гелий в основном по суше, то почти весь катарский гелий отправляется к покупателям морским путем через Ормузский пролив — узкий и очень оживленный коридор между Ираном и Аравийским полуостровом.
Как вообще добывают газ? Технология напоминает обычную добычу метана, но с важной добавкой. Гелий рождается глубоко в земной коре, когда радиоактивные элементы распадаются и испускают альфа-частицы — те самые ядра гелия. Затем этот гелий постепенно накапливается в тех же пористых породах, где лежит природный газ. На промысле люди поднимают смесь на поверхность и отделяют гелий от метана, азота и других примесей при низкой температуре. Гелий замерзает позже всех, поэтому его удается выловить последним.
Почему гелий нельзя заменить
Секрет гелия кроется в его физических свойствах: этот газ не желает замерзать и остается жидким при самых низких температурах. Чтобы гелий затвердел, ему нужно создать давление в двадцать пять атмосфер и одновременно охладить его почти до -270℃. При обычном атмосферном давлении гелий остается жидким вплоть до абсолютного нуля — это уникальное свойство во всей таблице Менделеева.
При охлаждении ниже - 272,15℃ гелий превращается в сверхтекучую жидкость: течет без малейшего трения и может заползать по стенкам сосуда вверх, словно не замечая земного притяжения. Именно поэтому жидкий гелий стал идеальным охладителем для сверхпроводящих магнитов. Такие магниты стоят внутри каждого аппарата для магнитно-резонансной томографии: без гелия врачи попросту не смогут заглянуть внутрь человеческого тела с помощью МРТ.
Но томографы — это только вершина айсберга. Тот же газ охлаждает жидкокристаллические экраны, помогает работать волоконно-оптическим линиям связи и даже заправляет топливные баки ракет. Аргон, другой инертный газ, кое-где может подменить гелий при сварке, но в криогенных технологиях он бессилен. Если мировые запасы гелия иссякнут, инженерам придется добывать его прямо из воздуха, а это намного дороже.
Чем грозит нехватка гелия
Если мировые хранилища гелия опустеют, больницы начнут отключать магнитно-резонансные томографы один за другим, потому что поддерживать в них сверхнизкую температуру станет нечем. Производители смартфонов и телевизоров не смогут делать жидкокристаллические экраны прежнего качества, а квантовые компьютеры так и останутся лабораторной игрушкой. Даже детские праздники утратят свою воздушную прелесть: гелиевые шары исчезнут или превратятся в роскошь.
При этом сам газ никуда не денется — во Вселенной гелия много, просто наша Земля почти не удерживает его. Он очень легкий, и как только попадает в атмосферу, то постепенно улетает в открытый космос. Мы не можем собрать его обратно. Поэтому каждый выпущенный шарик — это маленькая, но невосполнимая потеря.
По материалам science.howstuffworks.com.
Как фиговые деревья превращают углекислый газ в камень
