เฮลิում! ก๊าซลึกลับที่ช่วยให้บอลลูนบินสูงและใช้ในการวิจัยฟิวชั่นนิวเคลียร์ได้จริงหรือ?

เฮลิอัม (Helium) เป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 2 ในตารางธาตุ และอยู่ในกลุ่มก๊าซมีตระกูล (Noble Gas) ซึ่งเป็นกลุ่มของธาตุที่ไม่ค่อยทำปฏิกิริยาทางเคมี เนื่องจากมีอิเล็กตรอนในเปลือกนอกเต็ม ทำให้มีความเสถียรสูง เฮลิอัมเป็นก๊าซไร้สีและไม่มีกลิ่น

คุณสมบัติพิเศษของเฮลิอัม

เฮลิอัมมีคุณสมบัติโดดเด่นหลายประการที่ทำให้เป็นก๊าซที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์:

• จุดเดือดต่ำสุด: เฮลิอัมมีจุดเดือดที่ -268.93 °C ซึ่งต่ำกว่าธาตุใด ๆ ในตารางธาตุ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้เป็นสารทำความเย็นในงานวิจัยและอุตสาหกรรม

• ความหนาแน่นต่ำ: เฮลิอัมมีมวลโมเลกุลที่เบาที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด ทำให้มีความหนาแน่นต่ำกว่าอากาศ

• ไม่ติดไฟ: เฮลิอัมเป็นก๊าซเฉื่อย ดังนั้นจึงไม่สามารถเผาไหม้ได้

การนำเฮลิอัมไปใช้งาน

เฮลิอัมถูกนำไปใช้ประโยชน์ในหลากหลายสาขา ตั้งแต่ความบันเทิงไปจนถึงงานวิจัยระดับสูงสุด:

• บอลลูนและทุ่นลอย: เฮลิอัมถูกใช้ในการเติมลมให้กับบอลลูนและทุ่นลอย เนื่องจากความหนาแน่นต่ำกว่าอากาศ ทำให้บอลลูนสามารถลอยขึ้นไปในอากาศได้

• การทำ MRI: เฮลิอัมเหลว (Helium Liquid) ใช้เป็นตัวทำความเย็นสำหรับแม่เหล็กยิ่งยวด (Superconducting Magnet) ในเครื่อง Magnetic Resonance Imaging (MRI) ซึ่งใช้ในการถ่ายภาพร่างกายมนุษย์

• งานวิจัยฟิวชั่นนิวเคลียร์: เฮลิอัมเป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาฟิวชั่นนิวเคลียร์ (Nuclear Fusion) ซึ่งเป็นกระบวนการสร้างพลังงานของดวงอาทิตย์ เฮลิอุมถูกนำมาใช้ในการวิจัยและพัฒนาวิธีการสร้างพลังงานฟิวชั่น

• การเชื่อมโลหะ: เฮลิอัมถูกนำมาใช้ในกระบวนการเชื่อมโลหะ TIG (Tungsten Inert Gas) เนื่องจากสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันและช่วยให้เกิดรอยเชื่อมที่แข็งแรงขึ้น

• การทดสอบความรั่ว: เฮลิอัมสามารถถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบความรั่วของระบบต่างๆ เนื่องจากสามารถแทรกซึมเข้าไปในช่องว่างขนาดเล็ก

การผลิตเฮลิอัม

เฮลิอัมเป็นก๊าซที่หาได้ยากในโลก มีปริมาณเพียงน้อยนิดในชั้นบรรยากาศ การผลิตเฮลิอัมส่วนใหญ่มาจากการแยกจากก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas) ซึ่งจะมีเฮลิอัมผสมอยู่เป็นจำนวนเล็กน้อย

ขั้นตอนการผลิตเฮลิอัม:

1. สกัดก๊าซธรรมชาติ: ก๊าซธรรมชาติที่อุดมด้วยเฮลิอัมจะถูกสูบขึ้นมาจากใต้ดิน

2. แยกก๊าซ: ก๊าซธรรมชาติจะถูกทำให้เย็นลงเพื่อแยกส่วนประกอบต่าง ๆ ออกจากกัน

3. ขจัดความชื้น: ก๊าซที่ได้จะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการขจัดความชื้นออกไป

4. การดูดซับ: เฮลิอัมจะถูกดูดซับเข้าไปในวัสดุที่เป็นตัวดูดซับ (Adsorbent)

5. ทำการแยกเฮลิอัม: สุดท้าย เฮลิอัมจะถูกแยกออกมาจากวัสดุที่เป็นตัวดูดซับ

ความสำคัญของเฮลิอัมและการอนุรักษ์ เฮลิอัมเป็นก๊าซที่มีความสำคัญอย่างมากในด้านวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และการแพทย์

เนื่องจากแหล่งเฮลิอัมมีจำกัด และไม่สามารถถูกสร้างขึ้นมาใหม่ได้ การอนุรักษ์เฮลิอัมจึงเป็นเรื่องที่สำคัญ:

• การนำกลับมาใช้ใหม่: เฮลิอัมที่ใช้ในการงานวิจัยและอุตสาหกรรมสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

• การพัฒนาวัสดุทดแทน: การค้นคว้าและพัฒนา

วัสดุทดแทนเฮลิอัมสำหรับงานที่ไม่จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติพิเศษของเฮลิอัมอย่างเต็มที่

• การรณรงค์เพื่อตระหนักรู้: การสร้างความตระหนักรู้เกี่ยวกับความสำคัญของการอนุรักษ์เฮลิอัมในสังคม

สรุป

เฮลิอัม เป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติพิเศษและมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และการแพทย์ ในอนาคต การจัดการและการอนุรักษ์เฮลิอัมอย่างยั่งยืนจะเป็นเรื่องที่สำคัญอย่างยิ่ง