Повітряні кульки уносять в стратосферу газ, що використовується в суперпровідниках
Повітряні кульки, наповнені гелієм, здатні піднятися до стратосфери і покинути Землю назавжди, а разом із ними в космос вислизає той самий газ, без якого не працюють надпровідні магніти апаратів МРІ. Це виявили науковці з Геологічної служби США, пише Science Blog.
Чому запаси гелію не поповнюються
- Атоми гелію настільки малі, що просочуються крізь полімерні ланцюги латексу, підіймаються в атмосферу і врешті покидають Землю через полярний вітер — процес, який щосекунди забирає у планети близько 50 грамів цього газу.
- Той самий газ охолоджує магніти апаратів МРІ до мінус 256 градусів Цельсія, і замінити його нічим.
- Гелій на Землі утворюється з розпаду урану і торію в гранітних породах, і накопичення придатних для видобутку об'ємів займає час.
- Геологічна служба США зараховує гелій до невідновних ресурсів і нарахувала в США 1217 родовищ із концентрацією газу від 0,3 відсотка, з яких лише 481 має достатньо повні дані для оцінки запасів.
- Повітря містить 5,2 частини гелію на мільйон, і ця концентрація ніколи не зростає, оскільки видобуток із атмосфери в промислових масштабах економічно безглуздий.
Чому МРІ-сканери п'ють гелій без повернення
Підписуйтеся на наші соцмережі
Звичайний томограф утримує до 1700 літрів рідкого гелію, це виявила компанія Philips. При аварійному «квенчі», коли надпровідність зникає і охолоджувач википає, весь об'єм виходить через трубу на даху без жодного шансу на повторне використання.
За даними Геологічної служби США за 2024 рік, розподіл споживання гелію в США виглядає так:
- МРІ-обладнання — 17%,
- Кульки й дирижаблі — 18%,
- Напівпровідники та оптоволокно — 15%,
- Зварювання — 8%,
- Глибоководні занурення — 5%.
Виробники магнітів намагаються скоротити втрати інженерним шляхом. Philips з 2018 року випускає герметичні магніти на 1,5 тесла, які отримують лише сім літрів гелію одноразово і зберігають їх довічно, навіть після квенчу, компанія нарахувала вже близько 2000 таких установок і понад шість мільйонів заощаджених літрів.
Siemens Healthineers знижує заряд аналогічного магніта до 0,7 літра замість колишніх 1500 і взагалі обходиться без вихідної труби.
Хто контролює світові запаси гелію
Уряд США увійшов у гелієвий бізнес у 1925 році для наповнення військових дирижаблів, а вийшов у 2024-му, коли Бюро землекористування продало Федеральну гелієву систему разом із родовищем Кліффсайд і 680 кілометрами трубопроводів за 460 мільйонів доларів.
Покупцем стала промислова газова компанія Messer. Основними виробниками залишаються США, Катар, росія та Алжир, з меншими обсягами з Канади, Китаю і Польщі.
Європейський Союз заборонив закупівлю російського гелію з вересня 2024 року, а базова ціна гелію класу А сягала близько $14 за кубічний метр у 2024-му ще до надбавок постачальників.
Родовища з достатньою концентрацією гелію лишаються рідкістю, і жодне нове відкриття не змінить того факту, що газ, який щосекунди покидає атмосферу, ніколи не повертається. Рішення про те, які родовища розробляти, а які магніти замінювати на герметичні, залишається за компаніями й урядами.