گاز هلیوم

گاز هلیوم یا هلیم با فرمول شیمیایی He در جدول مندلیف دارای عدد اتمی ۲ می باشد. این عنصر بی بو، بی رنگ، غیر سمی، از دیدگاه شیمیایی بی اثر و تک اتمی است که بالای گروه گازهای نجیب در جدول تناوبی جای دارد. دمای ذوب و جوش هلیوم در مقایسه با دیگر عناصر بسیار پایین است و به همین علت در دمای اتاق به صورت گازی وجود خواهد داشت. هلیوم به عنوان نیمه هادی ها و بادکنک های تولد و… مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین چگالی کم در اثر استنشاق هلیوم، اثر عجیب و غریبی دارد.

گاز هلیوم با نماد He نمایش داده می‌شود.
MSDS

مشخصات فنی گاز هلیوم خالص

از انواع خواص فیزیکی و شیمیایی این گاز در جدول زیر ذکر شده است :

نام علمی

Helium

فرمول شیمیایی

He

عدد اتمی

2

جرم اتمی

4.002

نقطه ذوب

 272.2°C−

نقطه جوش

268.93°C−

چگالی

0.009(g cm−3)

حالت فیزیکی

گاز

رنگ

بی رنگ

بو

بی بو

خواص شیمیایی

گاز نجیب، واکنش‌ناپذیر

طبقه‌بندی ماده

نافلز

CAS number

7440-59-7

موارد ایمنی و خطرات گاز هلیوم

نکات ایمنی و مخاطرات گاز هلیوم و پیشگیری از خطرات احتمالی

خطرات

نکات ایمنی و توضیحات

گاز تحت فشار

در صورت گرم شدن سیلندر ممکن است منفجر شود. 
در صورت خفگی فرد مورد نظر سریعا به محیطی با هوای ازاد انتقال داده شود.

نشت گاز در آتش سوزی

در صورت آتش سوزی، نشتی اکسیژن باید متوقف شود.

نگهداری

دور از نور خورشید و در مکانی با تهویه مناسب نگهداری شود.

خطر سلامتی

از تنفس بخار، مه یا گاز با غلظ بالا خودداری کنید.

فرآیند تولید گاز هلیوم He

هلیوم عنصری استثنایی است که برخلاف تصور عمومی، منبع اصلی آن زمین نیست بلکه محصول نهایی تجزیه رادیواکتیو عناصر سنگین مانند اورانیوم و توریم در لایه‌های زیرین پوسته زمین است. با گذر زمان، این گاز سبک از لایه‌های سنگی عبور کرده و در برخی مخازن گاز طبیعی به دام می‌افتد. به همین دلیل، یکی از اصلی‌ترین روش‌های استخراج گاز هلیوم، جداسازی آن از گاز طبیعی است.

در مخازنی که درصد هلیوم بالایی دارند (معمولاً بالای ۰.۳٪)، فرآیند استخراج توجیه اقتصادی دارد. نخستین گام در این مسیر، فشرده‌سازی گاز طبیعی و عبور آن از واحدهای پیش‌تصفیه است. طی این مرحله، ناخالصی‌هایی نظیر دی‌اکسید کربن، بخار آب، گوگرد و دیگر ترکیبات حذف می‌شوند تا ترکیب نهایی برای تقطیر آماده شود.

در مرحله بعد، از تکنیکی به نام «تقریباً تقطیر جزئی» استفاده می‌شود؛ روشی که در آن دما تا حدی کاهش می‌یابد که متان و سایر هیدروکربن‌ها منجمد شده، اما هلیوم که نقطه جوش بسیار پایینی دارد، همچنان به حالت گاز باقی می‌ماند. این ویژگی فیزیکی منحصر‌به‌فرد باعث می‌شود بتوان هلیوم را جدا و جمع‌آوری کرد.

پس از این جداسازی اولیه، گاز هلیوم به مرحله خالص‌سازی نهایی می‌رسد که در آن با استفاده از فیلترهای غشایی یا فناوری‌های جذب سطحی (مانند PSA)، هلیوم به‌درصد خلوص بالای ۹۹.۹٪ می‌رسد و برای مصارف صنعتی، پزشکی و فناوری آماده می‌شود.

یکی از چالش‌های بزرگ در این فرآیند، کاهش تدریجی ذخایر طبیعی و هزینه‌بر بودن عملیات جداسازی است. به همین دلیل، بازیافت و استفاده بهینه از هلیوم در آینده نقش بسیار مهمی در صنعت ایفا خواهد کرد.

مشاهده بیشتر

هلیوم گازی‌ست کمیاب که برخلاف بسیاری از گازهای دیگر، نه از طریق ترکیب شیمیایی بلکه از طریق تجمع طبیعی در اعماق زمین به دست می‌آید. در برخی نقاط جهان، منابع معدنی خاصی شناسایی شده‌اند که حاوی درصد بالایی از هلیوم هستند؛ این منابع نه‌تنها وابسته به گاز طبیعی نیستند، بلکه به‌عنوان منبع مستقل استخراج این عنصر شناخته می‌شوند.

در این معادن، هلیوم معمولاً همراه با گازهایی نظیر نیتروژن و دی‌اکسید کربن وجود دارد و در ساختار زمین‌شناسی بسته‌ای به دام افتاده است. کشف این منابع معمولاً با بررسی‌های ژئوشیمیایی، لرزه‌نگاری و آنالیز فشار گازها انجام می‌شود.

فرآیند استخراج هلیوم از منابع معدنی با حفاری‌های عمیق آغاز می‌شود. گازهای استخراج‌شده از چاه، تحت بررسی ترکیبات قرار می‌گیرند و در صورت تأیید حضور هلیوم، عملیات جداسازی آغاز می‌شود. در این مرحله، گاز از صافی‌ها و تجهیزات خنک‌کننده عبور داده می‌شود تا سایر گازها مایع شده یا جذب شوند و هلیوم به‌صورت گاز خالص باقی بماند.

نکته مهم اینجاست که استخراج از منابع معدنی معمولاً مقرون‌به‌صرفه‌تر است، چرا که ترکیب گازهای همراه پیچیدگی کمتری دارد و درصد هلیوم بالاتر است. برای مثال، در برخی معادن کشورهای تانزانیا یا آمریکا، میزان هلیوم استخراجی از مرز ۸٪ نیز عبور کرده است.

با توجه به محدودیت منابع متداول، کشف و بهره‌برداری از ذخایر معدنی غنی از هلیوم به‌عنوان یک راهبرد استراتژیک در حال رشد است. کشورهایی که این منابع را دارند، در آینده نزدیک می‌توانند نقش تعیین‌کننده‌ای در بازار جهانی هلیوم ایفا کنند.

در نهایت، ترکیب فناوری‌های نوین اکتشاف با نیاز روزافزون به این گاز ارزشمند، مسیر توسعه صنعت استخراج هلیوم را از معادن درخشان‌تر از همیشه کرده است.

مشاهده بیشتر

استعلام قیمت گاز هلیوم

قیمت گاز هلیوم بر اساس خلوص و حجم کپسول متفاوت خواهد بود. جهت ثبت سفارش و آگاهی از قیمت گاز و رگولاتور گاز هلیوم از طریق شماره های موجود در سایت شرکت گاز اردستان با ما تماس بگیرید.

تماس بگیرید

انواع گاز هلیوم

Purity grade % Purity Typical impurities (ppm)
O₂ H₂O N₂ CnHm
Grade 4.5 99.995% 10 5 30 2
Grade 5 99.999% 1.5 2 4 1
Grade 5.5 99.9995% 1 1 2 1
Grade 6 99.9999% <1 0.5 0.4 0.1

انواع سیلندر گاز هلیوم

نوع گاز

رنگ سیلندر (INSO 712)

جنس شیر (ISO 11114)

جنس سیلندر (ISO 11114)

صنعتی

قهوه ای یا سبز روشن

برنج (B)

فولادهای کربنی (CS)

فولاد ضد زنگ (SS)

آلیاژهای آلومینیوم (AA)

فولادهای کربنی  قرار گرفته تحت عملیات حرارتی نرمالایزینگ (NS)

فولادهای آلیاژی قرار گرفته تحت عملیات آبدهی و برگشت دهی (QTS)

فولاد ضد زنگ (SS)

آلیاژهای آلومینیوم (AA)

پزشکی

سبز تیره (6001)

جنس سیلندر

ظرفیت سیلندر(لیتر)

ارتفاع سیلندر(سانتی متر)

قطر سیلندر(سانتی متر)

وزن سیلندر(کیلوگرم)

ضخامت سیلندر(میلی متر)

آلومینیوم

2

5

10

40

44

58.5

82.5

156

11

14

16

25

2.18

4.86

9.04

45.06

6.5

7.1

8.1

15.3

فولادی

5

10

40

50

55

93

142

156

14

15

24

25

8.7

14

48.9

60.8

3.6

3.6

5.7

5.8

کاربرد گاز هلیوم در صنایع مختلف چیست؟

گاز هلیوم، دومین عنصر سبک و فراوان در کیهان، جایگاه منحصر‌به‌فردی در فناوری، پزشکی، تولید صنعتی و حتی سرگرمی دارد. برخلاف تصور رایج که استفاده از آن را به بادکنک‌های رنگارنگ محدود می‌کند، هلیوم یک عنصر حیاتی و غیرقابل جایگزین در فرآیندهای پیچیده و پیشرفته صنعتی است. در ادامه با مهم‌ترین کاربردهای هلیوم در صنایع گوناگون آشنا می‌شویم:

گاز هلیوم در صنعت هوافضا یکی از عناصر کلیدی و غیرقابل جایگزین است که نقش‌های متعددی را در عملیات پرتاب، ساخت و نگهداری تجهیزات فضایی ایفا می‌کند. دلیل اصلی اهمیت این گاز در این صنعت، ویژگی‌های منحصربه‌فرد فیزیکی و شیمیایی آن است: هلیوم سبک‌ترین گاز پس از هیدروژن است، غیرقابل اشتعال بوده، با هیچ عنصری ترکیب نمی‌شود و در دمای بسیار پایین هم به حالت مایع باقی می‌ماند.

جایگزینی امن برای هیدروژن در پروازهای هوایی

در گذشته، از گاز هیدروژن برای پر کردن بالن‌ها و کشتی‌های هوایی (zeppelins) استفاده می‌شد، اما حادثه معروف کشتی هوایی هیندنبورگ نشان داد که هیدروژن به شدت اشتعال‌زا است. هلیوم، به‌دلیل خاصیت بی‌اثر بودن (inert)، جایگزینی بسیار امن‌تر برای این کاربردها شد. امروزه تقریباً تمام بالن‌های هواشناسی و کشتی‌های هوایی از هلیوم برای پر شدن استفاده می‌کنند.

استفاده در موتورهای موشک و سیستم‌های فضایی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای هلیوم در صنعت فضا، استفاده به‌عنوان گاز فشاردهنده (pressurant gas) در مخازن سوخت موشک‌ها است. برای مثال، در سیستم‌های پیشران موشک‌های ناسا، از هلیوم برای تحت فشار قرار دادن سوخت مایع استفاده می‌شود تا سوخت با فشار ثابت به موتور ارسال گردد. این کاربرد به‌خصوص در موشک‌هایی مانند SpaceX Falcon 9 و موتورهای RS-25 که برای شاتل فضایی استفاده می‌شدند، مشاهده می‌شود.

همچنین، ویژگی خنک‌کنندگی فوق‌العاده‌ی هلیوم در سیستم‌های خنک‌کننده ماهواره‌ها، تلسکوپ‌های فضایی و ایستگاه‌های فضایی نظیر ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) به کار گرفته می‌شود. این تجهیزات معمولاً دارای قطعات الکترونیکی حساس هستند که در شرایط خلأ و دمای پایین فضا نیاز به کنترل دقیق حرارت دارند. هلیوم مایع به‌خوبی این نیاز را برطرف می‌کند.

آزمون‌های نشت‌یابی و ایمنی در تجهیزات فضایی

هلیوم همچنین در تست‌های نشت‌یابی برای اطمینان از عدم خروج گاز یا سوخت از سیستم‌های پیشرانه و ماژول‌های فضاپیما به کار می‌رود. به‌دلیل اینکه مولکول‌های هلیوم بسیار کوچک هستند، از ریزترین شکاف‌ها عبور می‌کنند و ابزارهای نشت‌یابی می‌توانند با دقت بالایی کوچک‌ترین نشتی‌ها را تشخیص دهند.

هلیوم، گازی بی‌اثر و سبک که اغلب آن را با بالن‌های پروازی می‌شناسیم، در دنیای پزشکی نقشی بسیار جدی و حیاتی ایفا می‌کند. از فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته گرفته تا درمان‌های تنفسی پیچیده، کاربردهای هلیوم در پزشکی به‌طور پیوسته در حال گسترش است و آینده‌ای نویدبخش را برای ارتقاء سلامت بیماران رقم می‌زند.

خنک‌کننده‌ای حیاتی در دستگاه‌های MRI

یکی از مهم‌ترین کاربردهای گاز هلیوم در حوزه پزشکی، نقش آن در خنک‌سازی آهن‌رباهای ابررسانا در دستگاه‌های MRI است. این آهن‌رباها باید در دمایی نزدیک به منفی ۲۶۹ درجه سانتی‌گراد (4 کلوین) نگه داشته شوند تا خاصیت ابررسانایی خود را حفظ کنند. هلیوم مایع به‌دلیل پایین‌ترین نقطه جوش در میان عناصر شناخته‌شده، تنها گازی است که می‌تواند این شرایط فوق‌سرد را ایجاد و حفظ کند.

بدون هلیوم، عملکرد مغناطیس‌های اصلی MRI که برای تولید میدان‌های مغناطیسی قوی و پایدار ضروری‌اند، عملاً غیرممکن می‌شود. تصویربرداری دقیق از مغز، نخاع، مفاصل و بافت‌های نرم بدن به‌شدت به این فناوری وابسته است و این یعنی هلیوم غیرمستقیم در تشخیص زودهنگام بیماری‌ها، از تومورها تا آسیب‌های عصبی، نقش کلیدی دارد.

استفاده در ترکیبات تنفسی برای بیماران با مشکلات ریوی

گاز هلیوم در ترکیب با اکسیژن – که به آن هلیوکس (Heliox) گفته می‌شود – برای درمان بیماران دارای مشکلات تنفسی خاص از جمله آسم شدید، انسداد مزمن ریوی (COPD) و لارنژیت انسدادی استفاده می‌شود. این ترکیب، به‌دلیل چگالی کمتر نسبت به هوای معمولی، باعث می‌شود جریان هوا با مقاومت کمتری از راه‌های تنفسی عبور کند و نفس‌کشیدن برای بیمار آسان‌تر شود.

بیمارانی که در بخش مراقبت‌های ویژه (ICU) بستری هستند یا دچار نارسایی تنفسی شده‌اند، از این نوع گاز درمانی بهره می‌برند. مطالعات بالینی نشان داده که استفاده از Heliox می‌تواند میزان وابستگی به ونتیلاتور و داروهای استنشاقی را کاهش دهد و روند بهبود بیماران را تسریع بخشد.

دیگر کاربردهای نوین پزشکی

افزون‌بر موارد بالا، پژوهش‌های جدید در حال بررسی استفاده از هلیوم در جراحی‌های کم‌تهاجمی با کمک لیزر و پلاسمای سرد هستند. همچنین در برخی کاربردهای بیهوشی، از خاصیت انتقال حرارتی بالای این گاز برای تنظیم بهتر دما و تنفس بیماران استفاده می‌شود.

در دنیای میکروالکترونیک مدرن که هر نانومتر از اهمیت استراتژیک برخوردار است، گاز هلیوم به‌عنوان یک عامل بی‌جایگزین در بسیاری از مراحل تولید نیمه‌هادی‌ها ایفای نقش می‌کند. از فرایندهای حکاکی (etching) گرفته تا خنک‌سازی و کنترل اتمسفرهای فوق‌خالص، هلیوم نه‌تنها به بهبود کیفیت محصولات کمک می‌کند بلکه ضامن پایداری و بازده خطوط تولید نیز هست.

محیطی بی‌اثر برای واکنش‌های فوق دقیق

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های هلیوم، بی‌اثر بودن شیمیایی (inertness) آن است. در فرایندهای ساخت تراشه‌های سیلیکونی، زمانی که لایه‌برداری یا افزودن مواد در مقیاس اتمی انجام می‌شود، حتی حضور مقادیر بسیار اندک از گازهای واکنش‌پذیر می‌تواند باعث بروز نقص در ساختار نیمه‌هادی شود. هلیوم به‌عنوان یک گاز پشتیبان در واکنش‌هایی مانند پلاسمای حکاکی (Plasma Etching) یا کشت بخار شیمیایی (CVD) استفاده می‌شود تا محیطی کاملاً کنترل‌شده و ایمن برای تراشه‌ها فراهم کند.

خنک‌سازی در فرایندهای با دمای بالا

در بسیاری از مراحل تولید ویفرهای سیلیکونی، دمای محیط کاری به‌شدت بالا می‌رود. هلیوم به‌دلیل ظرفیت بالای انتقال حرارت، به‌عنوان گاز خنک‌کننده در سیستم‌های خلأ و تجهیزات لیتوگرافی پیشرفته (EUV Lithography) استفاده می‌شود. این ویژگی کمک می‌کند تا دمای سطح ویفرها در محدوده‌ای کاملاً پایدار باقی بماند و از اعوجاج ساختاری جلوگیری شود.

جلوگیری از نشت و آلودگی در سیستم‌های خلأ

در خطوط تولید نیمه‌هادی‌ها، اغلب از سیستم‌های خلأ شدید استفاده می‌شود. نشت گاز یا ورود ذرات می‌تواند کل فرآیند را با شکست مواجه کند. هلیوم در اینجا دو نقش کلیدی ایفا می‌کند:

  1. تشخیص نشت‌های میکروسکوپی با استفاده از تست‌های معروف به Helium Leak Detection
  2. حفظ فشار کنترل‌شده در محفظه‌های خلأ بدون ایجاد واکنش‌های ناخواسته

کاهش میزان نقص و افزایش بازده

بر اساس تحقیقات منتشرشده در مجله Journal of Vacuum Science & Technology, استفاده از هلیوم در محیط‌های پلیمری-سیلیکونی باعث کاهش نرخ نقص در ویفرهای پیشرفته نسل ۵ نانومتری و کمتر شده است. درنتیجه، تولیدکنندگانی مانند Samsung و Intel توانسته‌اند بازده نهایی خود را تا ۱۵٪ افزایش دهند و چرخه تولید را کوتاه‌تر کنند.

در فرآیندهای جوشکاری دقیق، انتخاب گاز محافظ نقش حیاتی در کیفیت نهایی اتصال فلزات دارد. هلیوم در این میان، به‌عنوان یکی از گازهای بی‌اثر و در عین حال کاربردی، جایگاه ویژه‌ای در میان متخصصان جوشکاری دارد؛ خصوصاً زمانی که پای فلزات واکنش‌پذیر و سبک مانند تیتانیوم، آلومینیوم، منیزیم و فولاد ضدزنگ به میان می‌آید.

چرا هلیوم انتخاب می‌شود؟

ویژگی‌های منحصر به فرد هلیوم، آن را از دیگر گازهای محافظ متمایز کرده است. هدایت حرارتی بالا، چگالی پایین، و واکنش‌ناپذیری شیمیایی باعث می‌شود که هلیوم بتواند قوس الکتریکی پایدار و متمرکزتری تولید کند. این مسئله مستقیماً بر روی عمق نفوذ جوش و نرخ ذوب تأثیر می‌گذارد. در ترکیب با آرگون – که به تنهایی ممکن است قوس سردتری ایجاد کند – استفاده از هلیوم باعث می‌شود دمای ناحیه جوش به‌صورت موثرتری افزایش یابد و ذوبی یکنواخت‌تر شکل گیرد.

جوشکاری فلزات غیرآهنی و آلیاژهای خاص

در صنعت هوافضا، خودروسازی پیشرفته و تجهیزات پزشکی، استفاده از فلزاتی همچون آلومینیوم، تیتانیوم و سوپرآلیاژها رایج است. این فلزات نسبت به آلودگی‌های اتمسفری بسیار حساس‌اند. گاز هلیوم با پوشش‌دهی کامل و واکنش‌ناپذیری مطلق خود، مانع از نفوذ اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن به منطقه مذاب می‌شود که می‌تواند منجر به تخلخل، ترک یا ناپایداری در ساختار جوش شود.

به‌عنوان مثال، در جوشکاری لوله‌های تیتانیومی در سیستم‌های انتقال سوخت در صنایع هوایی یا مخازن فشار بالا، از ترکیب‌های خاصی مانند 75٪ هلیوم و 25٪ آرگون برای دستیابی به جوش‌هایی با دقت میکرونی و بدون ناپیوستگی استفاده می‌شود.

کاربرد در جوشکاری TIG و MIG

هلیوم در فرآیندهای TIG (جوشکاری قوس تنگستن) و MIG (جوشکاری قوس فلزی گازدار) نقش متفاوتی ایفا می‌کند. در جوشکاری TIG، حضور هلیوم موجب بهبود کنترل حرارت ورودی و پایداری قوس در فلزات نازک می‌شود. در MIG، که اغلب در سرعت‌های بالاتر اجرا می‌شود، هلیوم به قوس متمرکزتر و عمق نفوذ بیشتر کمک می‌کند.

چالش‌ها و مدیریت مصرف

استفاده از هلیوم با مزایای متعددی همراه است، اما باید توجه داشت که نسبت به آرگون گران‌تر است و سرعت جریان بالاتری نیز نیاز دارد. به همین دلیل، صنایع بزرگ از ترکیب‌های مهندسی‌شده برای بهینه‌سازی مصرف و کاهش هزینه‌ها بهره می‌برند.

صنعت کریوژنیک (Cryogenics) به مجموعه‌ای از فناوری‌ها و پژوهش‌ها اختصاص دارد که در دماهای بسیار پایین—اغلب کمتر از ۱۲۰ کلوین—عمل می‌کنند. در این قلمرو فوق‌العاده سرد، بسیاری از مواد خواص فیزیکی کاملاً متفاوتی از خود نشان می‌دهند و تجهیزات باید با دقتی در مقیاس اتمی طراحی و کنترل شوند. هلیوم مایع، با نقطه جوش ۴.۲ کلوین در فشار اتمسفر، عنصر کلیدی در این صنعت پیچیده است.

نقش بی‌جایگزین در خنک‌سازی مغناطیس‌های ابررسانا

یکی از برجسته‌ترین کاربردهای هلیوم در خنک‌سازی مغناطیس‌های ابررسانا (Superconducting Magnets) است. در دستگاه‌هایی نظیر شتاب‌دهنده‌های ذرات (مانند LHC در CERN) یا سیستم‌های تصویربرداری پیشرفته مانند NMR و MRI، سیم‌پیچ‌هایی از آلیاژهایی مانند NbTi به کار می‌رود که تنها در دماهای بسیار پایین خاصیت ابررسانایی دارند. هلیوم مایع، به‌عنوان تنها خنک‌کننده عملیاتی که می‌تواند به چنین دماهایی دست یابد، محیطی پایدار برای عملکرد این سیستم‌ها فراهم می‌کند.

انتقال حرارت فوق‌العاده در مقیاس نانومتری

برخلاف دیگر گازهای نجیب یا مایعات برودتی، هلیوم دارای ضریب انتقال حرارت بسیار بالا در دماهای پایین است، به‌ویژه زمانی که به حالت فوق‌شار (Superfluid Helium-II) می‌رسد. این ویژگی باعث می‌شود هلیوم مایع قادر به حذف حرارت از نواحی حساس با دقت بالا و بدون ایجاد گرادیان حرارتی شدید باشد. به همین دلیل، در فناوری‌هایی مانند رایانش کوانتومی (Quantum Computing) که حتی نوسانات حرارتی کوچک می‌تواند عملکرد مدارها را مختل کند، از هلیوم به‌طور گسترده بهره‌گیری می‌شود.

کاربرد در نگهداری سلول‌های بنیادی و زیستی

در حوزه زیست‌پزشکی، نگهداری نمونه‌های سلولی، اسپرم، تخمک و بافت‌های زیستی در دماهای بسیار پایین برای حفظ ساختار مولکولی و جلوگیری از واکنش‌های شیمیایی ناخواسته اهمیت حیاتی دارد. هلیوم مایع، به‌ویژه برای نگهداری نمونه‌های حساس به گرما یا نیازمند انجماد سریع (flash freezing)، عملکرد بهتری نسبت به نیتروژن مایع ارائه می‌دهد. طبق گزارش Cryo Bio System France، استفاده از هلیوم در حمل و نگهداری نمونه‌های IVF در شرایط اضطراری، نرخ بقا را تا ۹۸٪ افزایش داده است.

فراتر از ذخیره‌سازی: هلیوم در تحقیقات بنیادین

در آزمایش‌های فیزیک دمای پایین، به‌ویژه برای بررسی پدیده‌هایی مانند ابرشارگی (Superfluidity)، ابررسانایی نوع دوم، و اثر کوانتومی ماکروسکوپی، هلیوم تنها انتخاب ممکن برای رسیدن به شرایط تجربی مطلوب است. پژوهشگران در موسسات معتبر مانند Caltech و MIT از هلیوم-۳ و هلیوم-۴ ایزوتوپ‌ها استفاده می‌کنند تا خواص مرزی ماده را در نزدیک‌ترین وضعیت ممکن به صفر مطلق بررسی کنند.

اگرچه استفاده از گاز هلیوم در جشن‌ها و مراسم‌ها اغلب به بادکنک‌های رنگارنگ و بالن‌های معلق در هوا محدود می‌شود، اما حضور این عنصر سبک و بی‌اثر در حوزه تفریحی ابعادی فراتر از تصور عمومی دارد. این کاربردها نه‌تنها بر پایه ویژگی‌های فیزیکی خاص هلیوم استوارند، بلکه در برخی موارد با چالش‌هایی زیست‌محیطی و فنی نیز همراه هستند که کمتر به آن‌ها پرداخته می‌شود.

ویژگی‌های فیزیکی که هلیوم را برای سرگرمی مناسب می‌کند

هلیوم با جرم مولکولی بسیار پایین (4 g/mol) و چگالی حدود یک‌هفتم هوا، به‌راحتی می‌تواند هر جسم سبکی را در هوا معلق کند. این ویژگی فیزیکی، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای پر کردن بادکنک‌ها، بالن‌های تبلیغاتی، و حتی سازه‌های پروازی کوچک مانند درون‌های مبتنی بر هلیوم تبدیل کرده است.

بر خلاف گاز هیدروژن، که اگرچه سبکتر است اما خطر انفجار دارد، هلیوم کاملاً غیرقابل اشتعال و ایمن است. این مسئله خصوصاً در محیط‌های عمومی مانند نمایشگاه‌ها، جشن‌های کودکان و کنسرت‌های فضای باز، اهمیت بسیار بالایی دارد.

صدا و سرگرمی: پدیده علمی پشت "تغییر صدا با هلیوم"

اثر مشهور هلیوم بر صدای انسان، که به شکل طنزآمیزی منجر به صدای زیر و خنده‌دار می‌شود، ریشه در علم فیزیک آکوستیک دارد. زمانی که فردی هوای درون ریه‌های خود را با هلیوم جایگزین می‌کند، سرعت انتشار امواج صوتی در مجاری تنفسی تا سه برابر نسبت به هوا افزایش می‌یابد. این پدیده، که در مجله Physics Today مورد بررسی قرار گرفته، باعث تغییر فرکانس‌های رزونانسی صدا و ایجاد جلوه‌های آکوستیکی جذاب می‌شود.

بالن‌های تحقیقاتی-تفریحی: مرز میان علم و سرگرمی

در دهه‌های اخیر، مرز میان تفریح و علم به‌ویژه با ورود فناوری‌های نوین به حوزه سرگرمی، کم‌رنگ‌تر شده است. پروژه‌هایی مانند "BalloonSat" و "High-Altitude Amateur Balloons" که توسط مدارس، دانشگاه‌ها یا علاقه‌مندان به فضا انجام می‌شوند، از گاز هلیوم برای ارسال تجهیزات سبک به لایه‌های فوقانی جو استفاده می‌کنند. این فعالیت‌ها ضمن ایجاد تجربه آموزشی، جنبه‌ای کاملاً سرگرم‌کننده و مردمی دارند.

چالش‌های زیست‌محیطی و دغدغه‌های آینده

با توجه به منابع محدود گاز هلیوم در جهان و هزینه بالای استخراج آن از ذخایر طبیعی یا گاز طبیعی، استفاده گسترده از این گاز در حوزه تفریحی با چالش‌های اخلاقی و زیست‌محیطی همراه شده است. در گزارش‌های منتشرشده توسط The Royal Society of Chemistry، برخی متخصصان پیشنهاد داده‌اند که استفاده از هلیوم در بادکنک‌های یک‌بارمصرف باید محدود شده و بیشتر به کاربردهای حیاتی مانند پزشکی و فناوری‌های پیشرفته اختصاص یابد.

قیمت گاز هلیوم صنعتی

قیمت گاز هلیوم

میزان خلوص گاز هلیوم

تماس بگیرید

Helium 99.995(4.5)

تماس بگیرید

Helium 99.999(5)

تماس بگیرید

Helium 99.9995(5.5)

تماس بگیرید

Helium 99.9999(6)

مقالات مرتبط با گاز هلیوم

سوالات متداول گاز هلیوم

هلیوم یک گاز بی‌رنگ، بی‌بو، بی‌مزه و غیرقابل اشتعال است که در جدول تناوبی با نماد He شناخته می‌شود. این گاز سبک‌ترین گاز پس از هیدروژن است و به دلیل بی‌واکنش بودن، کاربرد گسترده‌ای در صنایع حساس دارد.

هلیوم از میدان‌های گازی طبیعی استخراج می‌شود، به‌ویژه در ایالات متحده، قطر، روسیه و الجزایر. برخلاف بسیاری از گازها، هلیوم در جو زمین به مقدار بسیار کم وجود دارد و بازیافت آن نیز چالش‌برانگیز است.

در دستگاه MRI، گاز هلیوم مایع برای خنک کردن آهنرباهای ابررسانا استفاده می‌شود. این کار باعث عملکرد پایدار میدان مغناطیسی و افزایش دقت تصویربرداری می‌شود. بدون هلیوم، دستگاه‌های MRI کارایی لازم را نخواهند داشت.

به دلیل خلوص بالا و بی‌اثر بودن، گاز هلیوم در ساخت ویفرهای سیلیکونی و فرآیند لیتوگرافی در صنعت نیمه‌رسانا به‌عنوان گاز محافظ یا حامل استفاده می‌شود تا از واکنش‌های ناخواسته جلوگیری شود.

هرچند هر دو گاز سبک و شناور هستند، هلیوم برخلاف هیدروژن غیرقابل اشتعال است و از نظر ایمنی، گزینه بسیار مطمئن‌تری برای پر کردن بالن‌های هواشناسی و تبلیغاتی محسوب می‌شود.

اطلاعات بیشتر درباره گاز هلیوم

مشاهده بیشتر