کاربردهای گاز هلیوم

کاربردهای گاز هلیوم تنها به یک حوزه محدود نمی‌شود. این گاز علاوه بر مصارف خانگی که دارد و از آن برای پر کردن بادکنک‌های تزئینی در منزل استفاده می‌شود، در دیگر حوزه‌ها مثل صنعت، پزشکی، تکنولوژی، تحقیقاتی و غواصی نیز کاربرد فراوانی دارد.

کاربرد گاز هلیوم در زندگی روزمره
Use of helium
Use of helium in research

کاربرد هلیوم در تحقیقاتی

عدم واکنش‌پذیری و نقطه جوش پایین، دو مشخصه‌ای که باعث شده‌اند هلیوم در زمینه تحقیقاتی به طور گسترده استفاده شود.

برخورددهنده‌های هادرونی بزرگ

استفاده از هلیوم در برخورددهنده‌های هادرونی را می‌توان یکی از مهم‌ترین کاربردهای تحقیقاتی این گاز دانست. این برخورددهنده ابزاری مناسب برای بررسی ساختار زمان و فضا و نیز یافتن پاسخ به سؤالات در زمینه فیزیک محسوب می‌شود. جالب است بدانید 100 تن هلیوم فوق سیال نیاز است تا بتوان آهنرباهای این وسیله را خنک و از گرم شدن بیش از حد آن‌ها جلوگیری کرد.

دستگاه‌های آنالیز مواد

هلیوم برای خنک‌سازی دستگاه‌های آزمایشگاهی مختلف نظیر طیف‌سنج رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) و نیز میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) استفاده می‌شود.

باستان‌شناسی و حفظ اشیای قدیمی

در علم باستان‌شناسی از هلیوم برای تعیین قدمت اشیای تاریخی استفاده می‌شود. با تعیین مقدار هلیوم موجود در سنگ‌ها و شهاب سنگ‌ها می‌توان قدمت و سن آن‌ها را تخمین زد.

یکی دیگر از کاربردهای کمتر شناخته شده هلیوم، حفاظت از اشیای قدیمی مثل حشرات است. برای نمونه، پروانه‌ها در محفظه‌هایی مهر و موم شده تحت یک جو بی اثر حاوی مقدار زیادی هلیوم و مقدار کمی نیتروژن نگهداری می‌شوند. انجام این کار، هرگونه تغییر رنگ یا تخریب با گذشت زمان را کاهش می‌دهد و مقاومت اشیا را در برابر عوامل خارجی مثل آفات کم می‌کند.

تونل‌های بادی مافوق صوت

تونل‌های بادی مافوق صوت درواقع آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هستند که در آن‌ها، پرواز هواپیماها شبیه‌سازی می‌شود.

هلیوم بجای هوا در تونل‌های بادی استفاده می‌شود. دلیل این امر این است که این گاز بسیار سبک است؛ بدین معنی که برای فشار دادن آن به قدرت کمتری نیاز است. تونل‌های بادی بزرگ مانند تونل‌های بادی در مرکز تحقیقات ناسا در ویرجینیا از موتورهای 125000 اسب بخاری برای تولید باد استفاده می‌کنند که به اندازه چندین بلوک شهر هستند. در حالی که یک تونل بادی هلیوم به عرض یک متر فقط به یک فن یک اسب بخاری نیاز دارد.

تلسکوپ‌های خورشیدی

ضریب شکست بسیار کم و هدایت گرمایی بالا باعث شده‌اند تا هلیوم به گزینه‌ای مناسب برای تلسکوپ‌های خورشیدی تبدیل شود. این نوع تلسکوپ‌ها برای مطالعه خورشید کاربرد دارند.

میکروسکوپ‌های هلیوم-یون

میکروسکوپ‌های هلیوم-یون این امکان را برای دانشمندان فراهم می‌آورند تا اشیا را با جزئیات بسیار بیشتر و وضوح بالاتر نسبت به میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی قدیمی مشاهده کنند.

کاربرد هلیوم در صنعت

کاربردهای هلیوم در صنعت بسیار گسترده و متنوع است. در صنایع مواد غذایی، از هلیوم می‌توان در بسته‌بندی مواد غذایی استفاده کرد. انجام این کار نه تنها فساد مواد غذایی را به حداقل می‌رساند، بلکه به افزایش ماندگاری آن‌ها کمک زیادی می‌کند. این گاز همچنین در صنایع نفت و گاز در دستگاه کروماتوگرافی گازی استفاده می‌شود. نقش این دستگاه، آنالیز تجزیه‌ای نمونه‌های نفتی و گازی است. هلیوم در بخش‌های صنعتی دیگر نیز کاربرد دارد که شامل:

صنایع تولید فلزات

صنایع تولید فلزاتی چون تیتانیوم و زیرکونیوم از هلیوم برای کاربردهای خود استفاده می‌کنند. این گاز همچنین برای رشد کریستال‌های سیلیسیم و ژرمانیوم مفید است.

صنعت دفاعی

در صنایع دفاعی، هلیوم گزینه‌ای ایده‌آل برای آزمایش‌های موتور موشک، هواپیماهای نظارتی و سیستم‌های هدایت موشک هوا به هوا محسوب می‌شود.

تست نشتی

صنایع مختلف از هلیوم برای تشخیص وجود یا عدم وجود نشتی در محصولات خود استفاده می‌کنند. این گاز نسبت به هوا تا سه برابر سریع‌تر در اجسام جامد انتشار می‌یابد. تولیدکنندگان محصولات آئروسل، لاستیک، یخچال، کپسول آتش‌نشانی، سیستم‌های تهویه هوا و جاروبرقی‌ها، از هلیوم برای تست مهروموم محصولات خود قبل از عرضه به بازار استفاده می‌کنند. بدنه کشتی‌ها یکی دیگر از مکان‌هایی است که از این گاز برای تست نشتی در آن‌ها استفاده می‌شود.

اطفا حریق

هلیوم می‌تواند به اطفا حریق در بخش‌های مختلف صنعتی کمک کند. دلیل این امر این است که این گاز، خنثی است و باعث حذف اکسیژن محیط می‌شود. همچنین، اثر جانبی برای افراد ندارد، یعنی همانند گاز دی اکسید کربن موجود در مخازن اطفا حریق ایجاد مشکلات تنفسی برای آن‌ها نمی‌کند.

آشنایی با گاز اکسیژن و خواص آن

پاشش حرارتی یا ترمال اسپری

پاشش حرارتی که از آن به‌عنوان پاشش فلز نیز یاد می‌شود، یک فرآیند صنعتی است که برای اعمال پوشش های محافظ بر روی مواد استفاده می‌شود. هلیوم به عنوان یک عامل خنک کننده عمل می‌کند و از گرمای بیش از حد جلوگیری و به بهبود کیفیت پوشش کمک می‌کند. از دیگر مصارف صنعتی هلیوم عبارتند از:

  • هلیوم با انتقال حرارت زیاد می‌تواند جوش‌های ثابتی در جوشکاری تولید کند. همچنین، از آن به‌عنوان گاز محافظ در جوشکاری و برشکاری استفاده می‌شود.
  • انتشار سریع هلیوم، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای پر کردن کیسه‌های هوای خودروها در خودروسازی تبدیل کرده است.
  • راکتورهای Pebble-Bed، راکتورهایی هستند که تولید گرمای زیادی می‌کنند. هلیوم، به‌عنوان یک عامل خنک کننده در این راکتورها استفاده می‌شود. این گاز با استفاده از توربین‌هایی از هسته اورانیوم عبور داده می‌شود.
  • هلیوم برای پاکسازی مخازن موشک پس از اتمام سوخت کاربرد دارد. گاز هیدروژن و اکسیژن مایع به طور معمول به‌عنوان سوخت موشک در مأموریت‌های فضایی استفاده می‌شوند. هلیوم، گازی بی‌اثر است و با هیچ یک از سوخت‌های فوق واکنش نمی‌دهد.

کاربرد هلیوم در پزشکی

چگالی هلیوم به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از دیگر گازها است که این دلیلی برای استفاده از آن در درمان بیماری‌های ریوی است. این گاز به‌عنوان عامل خنک کننده برای دستگاه‌های پزشکی مثل دستگاه‌ تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) نیز استفاده می‌شود.

درمان بیماری‌های ریوی

ترکیب گازهای هلیوم و اکسیژن یا همان هلیوکس یک مخلوط گازی مفید برای درمان بیماری‌های ریوی مثل آمفیزم، آسم و برونشیت محسوب می‌شود. اکسیژن‌رسانی با کمک هلیوم سریع‌تر از انتقال آن به تنهایی است.

جراحی قلب باز

جراحان از هلیوم مایع به‌عنوان یک عامل خنک کننده در طول جراحی قلب باز استفاده می‌کنند. درواقع، هلیوم آسیب‌های ناشی از تجمع گرما در اطراف عضله قلب به دلیل اصطکاک بین ابزارهای جراحی کاهش می‌دهند.

Application of helium in technology

کاربرد هلیوم در تکنولوژی

یکی از رایج‌ترین کاربردهای هلیوم در تکنولوژی، هارد درایو یا هارد دیسک است. هارد دیسک‌های پر شده از هلیوم سبک‌تر و خنک‌تر از نمونه‌های ساخته شده از هوا هستند. همچنین، عملکرد سریع‌تری دارند. از دیگر مزیت‌های این نوع هارد درایوها می‌توان به کاهش برق مصرفی و افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی داده‌ها اشاره کرد. هلیوم مصارف دیگری نیز در حوزه تکنولوژی دارد که شامل:

 

لوازم الکترونیکی

تقریباً تمامی لوازم الکترونیکی، از رایانه‌ها گرفته تا گوشی‌های هوشمند، همگی دارای یک تراشه نیمه هادی هستند. هلیوم در فرآیند تولید نیمه‌هادی‌ها نقش اساسی ایفا می‌کند. این گاز به‌عنوان عامل خنک کننده، گاز رقیق کننده در زدایش یا لایه‌برداری (اچینگ) و نیز به‌عنوان گاز حامل برای ترسیب ذرات روی سطح استفاده می‌شود.

هارد درایوها

هلیوم در ساخت انواع مختلفی از لیزرها نظیر لیزر هلیوم-نئون استفاده می‌شود، لیزرهایی که می‌توان آن‌ها را در بارکد اسکنر یا همان بارکدخوان یافت. دلیل استفاده از هلیوم این است که در دماهای بالا، با عناصر دیگر پیوند برقرار نمی‌کند یا واکنش نشان نمی‌دهد. از لیزر هلیوم-نئون به عنوان نشانگرهای لیزری نیز استفاده می‌شود.

کابل‌های فیبر نوری

امروزه، دسترسی به اینترنت با کمک کابل‌های فیبر نوری آسان‌تر شده است. این کابل‌ها در فضایی از هلیوم تولید می‌شوند، زیرا از به دام افتادن حباب‌های هوا در داخل کابل جلوگیری می‌کنند.

دوربین ترموگرافی یا دوربین حرارتی

دوربین‌های ترموگرافی یا همان دوربین‌های حرارتی یکی دیگر از مصارف این گاز هستند. از هلیوم برای خنک کردن دوربین‌ها استفاده می‌شود. دوربینهای حرارتی با استفاده از امواج فروسرخ منتشر شده از سطح جسم از آن عکس می‌گیرند.

کاربرد هلیوم در غواصی

از دیگر موارد، کاربرد هلیوم در غواصی است. این گاز چگالی کمی دارد و ایجاد مستی نمی‌کند؛ از این رو، به مخلوط گازی غواصانی که مجبور به غواصی در اعماق هستند، اضافه می‌شود. در عمق‌های پایین، نیتروژن به‌عنوان یکی از اجزای مخلوط گازی باعث نارکوز می‌شود، حالتی که در آن غواصان احساس سرمستی و گیجی می‌کنند. افزودن هلیوم نه تنها باعث جلوگیری از نارکوز نیتروژنی می‌شود، بلکه نفس کشیدن را هنگام غواصی در اعماق زیاد آسان می‌کند.

کاربرد هلیوم در بادکنک و بالن

یکی از مصارف جالب این گاز، کاربرد هلیوم برای بادکنک است. نه مثل هیدروژن باعث واکنش سوختن و انفجار می‌شود و نه مثل آن وزن بیشتری دارد. این ویژگی‌ها باعث شده‌اند تا هلیوم به‌عنوان گازی سبک و ایمن برای پر کردن بادکنک‌ها استفاده شود.

علاوه بر بادکنک‌های تزئینی، هلیوم برای پر کردن بالن‌های تبلیغاتی، بالن‌های هواشناسی، بالن‌هایی که برای حمل تجهیزات راداری که برای شناسایی قاچاقچیان مواد مخدر در امتداد مرزهای کشورها استفاده می‌شوند، بالن‌هایی که در تحقیقات اخترفیزیک استفاده می‌شوند، نیز کاربرد دارد. یکی از مصارف این گاز در آینده، به عنوان گاز بالابر در وسایلی که برای جابجایی بارهای سنگین برای ساخت‌وساز استفاده می‌شوند، است.

این بود مروری کامل بر انواع مختلف کاربردهای گاز هلیوم. اگر می‌خواهید بدانید این گاز چه خواصی دارد، چگونه تولید می‌شود و چه نکاتی هنگام استفاده از آن باید رعایت کنید به صفحه گاز هلیوم مراجعه کنید. شایان ذکر است که هزینه آن بسته به نوع کاربرد تغییر می‌کند که قبل از خرید باید مشخص شود تا قیمت گاز هلیوم به شما اعلام گردد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
ورود

هنوز حساب کاربری ندارید؟

برای دیدن محصولات که دنبال آن هستید تایپ کنید.
جستجو
×