کاربرد گاز هلیوم در صنعت

برخلاف گاز نیتروژن، گاز هلیوم در دماهای بسیار پایین منجمد نمی‌شود و از آن می‌توان به عنوان یک عامل خنک کننده در صنایع مختلف مورد مصرف قرار می گیرد. این گاز در دمای 450- درجه سانتی‌گراد به مایع تبدیل شده و در مواردی که به دمای بسیار پایین نیاز است استفاده می‌گردد.

یکی از آن‌ها، سردسازی دستگاه‌ تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (Magnetic Resonance Imaging (MRI)) است. از این گاز برای خنک‌سازی سیم‌پیچ‌های مغناطیسی ابررسانا (Superconductive Magnet Coils) استفاده می‌شود. الکتریسیته از طریق سیم‌پیچ‌ها عبور داده می‌شود تا از این طریق بتوان یک میدان مغناطیسی بسیار قوی درحدود 5/0 تا 2 تسلا که بسیار بیشتر از میدان مغناطیسی زمین (در حدود 65 میکروتسلا) است را ایجاد کرد. از آن‌جایی که میدان مغناطیسی مورد نیاز بسیار قوی می‌باشد بایستی سیم پیچ‌ها را خنک کرد تا از این طریق بتوان به مقدار انرژی یا ابررسانایی مورد نیاز دست پیدا کرد. هم‌چنین، با انجام عمل سردسازی می‌توان الکتریسیته را بدون مقاومت الکتریکی از هادی عبور داد.

نقش برجسته گاز در سرد کردن باعث شده است تا از آن در برخورددهنده هادرونی بزرگ (Large Hadron Collider) استفاده شود. برخورددهنده هادرون بزرگترین و سردترین شتاب‌دهنده ذرات روی زمین است. نقش گاز هلیوم در برخورد دهنده شبیه به دستگاه ام‌آرآی است. آهنرباهای این دستگاه بایستی در دمای نزدیک به صفر مطلق (460- درجه سانتی‌گراد) خنک شوند، که این کار را می‌توان با کمک هلیوم مایع انجام داد.

از این گاز هم‌چنین می‌توان برای خنک‌سازی تجهیزات ماهواره‌های فضایی استفاده کرد. هیدروژن، سوخت مورد استفاده در موشک‌ها بوده و از گاز هلیوم در دمای 4 کلوین (460- درجه سانتی‌گراد) برای سردسازی قسمت‌های گرم شده ماهواره به هنگام کار در فضا استفاده می‌شود. ذخیره‌سازی هلیوم مایع درون کرایوستات (Cryostat) صورت می‌گیرد. دارای یک عایق چند لایه بوده، که این موضوع آن‌ها را قادر می‌سازد تا چندین سال در دمای بسیار پایین در فضا بمانند.

کاربرد دیگر گاز هلیوم در آشکارسازهای مادون قرمز (Infrared Detectors) می‌باشد. علت اصلی استفاده از آشکارسازها، تشخیص اجسام در حال حرکت به سمت ماهواره‌ها می‌باشد. مغناطیس‌سنج‌های موجود در ماهواره کمک شایانی به اندازه‌گیری ارتفاع آن، سنجش میدان‌های مغناطیسی زمین و سیارات دیگر و درنهایت تشخیص هرگونه تشعشع در اطراف زمین می‌کند. ماهواره نجومی فروسرخ (Infrared Astronomical Satellite) که در سال 1983 برای جمع‌آوری داده‌های فروسرخ به فضا پرتاب شد، از ابرسیال هلیوم 4 (یکی از ایزوتوپ‌های هلیوم) برای خنک نگه داشتن ماهواره استفاده کرد. دلیل این امر آن بود که این ابرسیال فاقد ویسکوزیته بوده و برخلاف مایعات معمولی می‌تواند از منافذ ریز به خوبی عبور کنند.