• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur tillverkas helium?
    Även om helium är rikligt i rymden, den typ som används för ballonger och andra ändamål extraheras från naturgas och är inte så lätt att komma åt. Ivan Shutov/EyeEm/Getty Images

    Om du lägger helium i en ballong och släpper ballongen, ballongen kommer att stiga tills den når en höjd av strax under 33, 000 fot (10 kilometer), vid vilken tidpunkt det kommer att sprängas eftersom atmosfärstrycket och styrkan på ballongens hud inte kommer att vara tillräckligt för att motstå trycket från gasen inuti den [källa:BBC Science Focus].

    Heliumet som flyr är lättare än de andra gaserna i atmosfären, så det finns ingen anledning att sluta - det fortsätter bara och läcker ut i rymden. Därför finns det bara en spårmängd helium - 0,0005 procent - i atmosfären vid varje given tidpunkt [källa:Jefferson Lab].

    Helium är rikligt i rymden, där den produceras som en produkt av fusionsreaktionen inuti stjärnor som solen. Det naturligt förekommande heliumet på jorden, fastän, kommer från en annan typ av process. Djupt inne i jorden, radioaktiva element som uran och torium förfaller och förvandlas till andra element. Biprodukten av dessa reaktioner är små fragment som kallas a-partiklar, som består av två neutroner och två protoner. Dessa partiklar plockar upp elektroner från miljön runt dem och förvandlas till helium, som gradvis stiger upp genom skorpan och släpps ut i atmosfären, där det fortsätter att stiga tills det kommer ut i rymden [källa:University of Pittsburgh].

    Lyckligtvis för oss, helium kommer också in i den naturgas som olje- och gasborrmaskiner extraherar från marken för användning som bränsle [källa:University of Pittsburgh]. Det ger oss en tillgång som vi kan använda för att spränga ballonger, liksom för en mängd olika andra industriella processer, allt från bågsvetsning till MRT till tillverkning av kiselchips för datorer. Det måste finnas en viss mängd helium i naturgasen - minst 0,3 volymprocent - för att motivera alla besvär med att skilja den från naturgas. Detta görs genom industriella processer som filtrerar andra föroreningar, som vatten, koldioxid och svavelväte från gasen. Till sist, en process som kallas kryogen bearbetning används för att kyla gasen och ta bort metan som utgör det mesta, lämnar efter sig en rå form av helium som är cirka 50 till 70 procent ren, med små mängder argon, neon och väte som utgör resten. Sedan, det råa heliumet renas genom en annan kyl- och filtreringsprocess som resulterar i en form av helium som är mer än 99 procent rent [källa:NAP].

    Problemet är att det inte finns så många platser med naturgasfält som har tillräckligt med helium i dem, och utvinning av helium är svårt att göra effektivt och prisvärt och det mesta kommer från bara några källor, inklusive den amerikanska regeringens National Helium Reserve i Texas. Med så stor efterfrågan på helium för industrin, det finns bara inte tillräckligt för att gå runt. Den bristen har skadat företag som Party City, ett partiförsörjningsföretag, som kommer att stänga 45 av sina butiker under 2019 [källa:Gibson].

    relaterade artiklar

    • Hur Heliumballonger fungerar
    • Vad händer om vi tar slut på helium?
    • Vad händer om någon släpper ut en stor mängd helium i ett litet utrymme?
    • Skulle en ballong fylld med vakuum istället för helium flyta?
    • Hur Blimps fungerar
    • Hur varmluftsballonger fungerar

    Källor

    • BBC Science Focus. "Hur högt kan en heliumballong flyta?" Sciencefocus.com. (13 maj, 2019) https://www.sciencefocus.com/science/how-high-can-a-helium-balloon-float/
    • Gibson, Kate. "Tömdes av heliumbrist, Party City stänger 45 butiker. "CBS News. 10 maj 2019. (13 maj, 2019) https://www.cbsnews.com/news/party-city-helium-to-close-45-tores/
    • Jefferson Lab. "Elementet Helium." Education.jlab.org. (13 maj, 2019) https://education.jlab.org/itselemental/ele002.html Nationella vetenskapsakademier, Teknik och medicin. "Effekten av att sälja Federal Helium Reserve." Nap.edu. 2000. (13 maj, 2019) https://www.nap.edu/read/9860/chapter/7
    • University of Pittsburgh. "Helium:källor och användningsområden." Researchservices.pitt.edu. (13 maj, 2019) https://researchservices.pitt.edu/helium/sourcesanduses

    Ursprungligen publicerat:1 apr. 2000

    Hur är Helium Made FAQ

    Hur bildas helium?
    Det radioaktiva sönderfallet av thorium och uran orsakar bildning av helium. De är extremt instabila och tenderar att förfalla.
    Var får vi heliumgas ifrån?
    Nästan allt helium utvinns ur naturgas. Denna tillgång på helium kommer från underjordiska gasfält som finns i USA och Ryssland.
    Hur samlar människor helium?
    Helium bryts tillsammans med naturgas. Detta är en lång process där en borr används för att borra brunnar mycket djupt in i jordskorpan. För att nå eventuella naturgasreserver måste borrriggen tränga in i skorpans lager som heter Cap Rock.
    Kan helium tillverkas artificiellt?
    Helium finns i överflöd över hela universum. Faktiskt, det är det näst mest förekommande elementet känt för människan. På grund av dess kemiska sammansättning, det är inte möjligt att framställa helium artificiellt, varför det utvinns ur naturgasbrunnar.
    Vem använder mest helium?
    Den största konsumenten av helium är NASA, som använder cirka 75 miljoner kubikfot helium. Detta följs noga av det amerikanska försvarsdepartementet, som använder helium för att kyla syre och väte som används som raketbränsle.
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com