Królestwo za hel

Magazyn Slate kilka dni temu opisywał – na fali dziękczynieniowych parad – problem, z jakim mierzyć się wkrótce będziemy wszyscy, chociaż dzisiaj większość z nas do tematu podchodzi dość frywolnie. Wspomniał mianowicie o zagrożeniu wyczerpania złóż helu.

Problem zdecydowanie nie jest jednym z tych epatujących z ekranów i głównych stron gazet. Wyczerpanie złóż ropy – i owszem. W nieco mniejszym stopniu wyczerpanie złóż gazu ziemnego, ale i to zagrożenie wzmiankowane będzie pewnie wkrótce coraz częściej. Także wyczerpanie zasobów wody pitnej w mediach omawiane jest coraz częściej i gęściej. A hel? Cóż komu po helu, żeby się nim przejmować?

Hel jest gazem szlachetnym i drugiem po wodorze najlżejszym i najbardziej powszechnym pierwiastkiem we Wszechświecie. Wydawałoby się zatem, że nie ma problemu. Ale problem jest. Ponieważ ze względu na jego właściwości helu generalnie na Ziemi nie ma wiele: jest za lekki, aby się ostać w atmosferze w dużych ilościach i pomimo tego, że stanowi jedną czwartą masy Wszechświata, zajmuje tylko 0.0005% objętości ziemskiej atmosfery. Pozyskiwanie go z powietrza nie jest zresztą i tak opłacalne.

Skąd więc go bierzemy? Hel na ziemi jest pochodzenia głównie radioaktywnego – powstaje w procesach rozpadu cięższych pierwiastków (toru i uranu) zachodzących w odmętach ziemskich głębin. Tak wytworzony hel wiązany jest w złożach gazu naturalnego, w których stanowi może blisko jedną dziesiątą objętości. Do celów przemysłowych jest zaś z gazu pozyskiwany na drodze rektyfikacji. I tu leży pies (w złożach helu) pogrzebany: szacuje się, że przy obecnym wydobyciu i zużyciu helu, jego złóż starczy nam jeszcze na 30 lat.

Większości z nas zastosowania helu kojarzą się z jarmarkowymi balonikami i osobami mówiącymi piskliwym głosem po wdechnięciu helu. Wykorzystuje się go jednak w przemyśle w przeróżnych aplikacjach kriogenicznych – np. do chłodzenia nadprzewodnikowych magnesów. Takich jak te obecne w medycznych skanerach NMR (z ang. MRI – magnetic resonance imaging, obrazowanie rezonansem magnetycznym). I nagle okazuje się, że balony na paradach nie są już takie ważne, nieprawdaż? Stosuje się go także – w znacznie mniejszych ilościach – w mieszankach oddechowych stosowanych np. przez nurków oraz w różnego rodzaju systemach ciśnieniowych, a także w bardzo dużych ilościach w przemyśle spawalniczym.

W niektórych z tych aplikacji hel da się oczywiście zastąpić innymi substancjami. Ale na przykład w zastosowaniach kriogenicznych nie ma już alternatywy. Rocznie zużywamy zaś 180 milionów metrów sześciennych tego cennego gazu, a mamy go jeszcze zaledwie 53 miliardy metrów sześciennych. A zużycie, jak widać na ilustracji poniżej, tylko rośnie.

Wzrost zużycia helu pod koniec XX i na początku XXI w. według U.S. Geological Survey.

Co nam pozostaje? Niewiele. Tam gdzie się da używać alternatyw. Na paradach zrezygnować z baloników i balonów. No i niestety efekt Meissnera-Ochsenfelda oglądać już tylko na youtubie…