Ang Agham Ng Helium At Bakit Tumatakbo ang Mababang Mga Suplay: NPR

Ang isang batang lalaki na taga-Afghanistan ay nagbebenta ng mga lobo sa Kabul. Hindi tayo dapat mag-alala tungkol sa paggamit ng helium para sa mga pagdiriwang dahil, tulad ng sabi ng isang dalubhasa, "Ang helium na ginamit sa mga lobo ng partido ay nakakapangalaga sa lahat tungkol sa mapagkukunang ito." Gemunu Amarasinghe / AP itago ang caption

Ang isang batang lalaki na taga-Afghanistan ay nagbebenta ng mga lobo sa Kabul. Hindi tayo dapat mag-alala tungkol sa paggamit ng helium para sa mga pagdiriwang dahil, tulad ng sabi ng isang dalubhasa, "Ang helium na ginamit sa mga lobo ng partido ay nakakapangalaga sa lahat tungkol sa mapagkukunang ito."

Ang Helium ay ang pangalawang pinaka-karaniwang elemento sa sansinukob, ngunit ito ay medyo bihira sa Earth. Natutupad din nito ang isang nakakagulat na papel sa lahat mula sa paggalugad sa kalawakan hanggang sa computing ng kabuuan.

Mga bagong tuklas, pang-araw-araw na misteryo at agham sa likod ng mga headline - lahat sa halos 10 minuto, tuwing araw ng linggo. Ang Short Wave ay agham para sa lahat, na gumagamit ng maraming pagkamalikhain at kaunting katatawanan. Mag-subscribe sa podcast, at sundin ang @NPRScience sa Twitter.

Ipinagdiriwang ng Short Wave ang ika-150 anibersaryo ng periodic table na may mga profile ng ilan sa mga paboritong elemento. Narito ang limang bagay na maaaring hindi mo alam tungkol sa helium.

Sa Lupa, ang helium ay nabuo malalim sa ilalim ng lupa sa pamamagitan ng likas na pagkabulok ng radioactive ng mga elemento tulad ng uranium at thorium. "Tumatagal ng maraming, maraming millennia upang makagawa ng helium na narito sa Earth," sabi ni Sophia Hayes, isang chemist sa Washington University sa St. Ang helium ay tumagos hanggang sa crust ng Earth at nakakulong sa mga bulsa ng natural gas, kung saan ito maaaring makuha.

Tulad ng hydrogen, ang agarang hinalinhan nito sa periodic table, ang helium ay magaan. Ngunit hindi tulad ng hydrogen, hindi ito madaling pagsamahin sa iba pang mga elemento. Kaya, kapag naabot na ng helium ang ibabaw, madali itong makatakas sa gravitational pull ng Earth.

Ang iba pang mga mapagkukunan, tulad ng langis at gas, ay maaaring maging polusyon o mahirap i-recycle. Ngunit ang helium lamang ang pisikal na nawala mula sa planeta. "Ito ang isang elemento sa labas ng buong periodic table na nakatakas sa Earth at lumalabas sa kalawakan," sabi ni Hayes.

Sa panahon ng World War I, ang aviation ay nasa umpisa pa lamang, at ang mga dirigibles ay isinasaalang-alang na mga sandata ng digmaan. Ang mga German zeppelins ay ang madiskarteng mga sandata ng kanilang panahon, naaanod sa mga target ng sibilyan at naghuhulog ng mga bomba mula sa kanilang mga gondola.

Ngunit ang mga zeppelins ay may kritikal na kahinaan: Napuno sila ng lubos na nasusunog na hydrogen. Matapos ang ilang pagsalakay ng zeppelin sa London, ang mga tropang British ay gumawa ng mga incendiary bullets na "magpapagaan ng hydrogen sa mga dirigibles," sabi ni David Aubin, isang propesor para sa kasaysayan ng agham sa Sorbonne Université sa Paris.

Samantala, natuklasan lamang ng mga Amerikanong siyentista ang malalaking deposito ng helium sa mga natural gas field sa mga lugar tulad ng Kansas. Sinabi ni Aubin na mabilis na nasyonal ng gobyerno ang hindi masusunog na suplay ng helium at isinugod ito sa Europa upang punan ang mga blimp ng pag-atake.

Ang helium ay hindi ginamit bago matapos ang giyera, sinabi ni Aubin, ngunit "mayroon silang libu-libong mga silindro na napunan, sa mga pantalan sa New Orleans na handa nang ipadala sa Europa noong Nobyembre ng 1918, kaya't gagamitin ito sa lalong madaling panahon."

Sa katunayan, noong Marso ng 1919, sinabi ng Assistant Secretary ng Navy na si Franklin D. Roosevelt sa The New York Times: "Kung ang giyera ay tumagal hanggang sa susunod na tagsibol, ang mga Pamahalaang British at Amerikano ay magpapadala ng mga helium na puno ng helium na puno ng mga istratehikong punto sa Alemanya, bawat isa ay may kakayahang mag-drop ng 'kabuuang 10 tonelada o higit pang mga mataas na pampasabog. ”

Patuloy na kinontrol ng US ang suplay ng helium sa buong mundo matapos ang giyera (kaya't ang bantog na Aleman na zeppelin Hindenburg ay napuno ng hydrogen nang sumabog ito noong 1937). At ang militar ay nagpatuloy na mag-eksperimento sa mga sasakyang panghimpapawid hanggang sa Ikalawang Digmaang Pandaigdig, nang malinaw na ang mga sasakyang panghimpapawid na nakaayos na pakpak ay nagbigay ng maraming kalamangan.

Ang US Navy na nakadirekta ng Akron, lumipad noong 1931. Pagkalipas ng dalawang taon, bumagsak ito sa matinding panahon, pumatay sa 73. AP na caption ng AP

Ang US Navy na nakadirekta ng Akron, lumipad noong 1931. Pagkalipas ng dalawang taon, bumagsak ito sa matinding panahon, pumatay sa 73.

Ang isang rocket ay karaniwang dalawang napakalaking tank: Sa isang tangke ay ang gasolina, at sa isa pa, ang oxidizer, karaniwang oxygen. Habang dumadaloy ang fuel at oxidizer sa mga tanke, nag-iiwan sila ng isang vacuum sa likod, na maaaring maging sanhi ng paghinto ng gasolina.

Ang solusyon ay pag-iniksyon ng isa pang gas upang maitulak ang gasolina. Ang gas na iyon ay dapat na magaan, lubos na nakaka-compress, kaya't hindi ito tumatagal ng maraming puwang, at hindi reaktibo, kaya't hindi ito nakakagulo sa gasolina. Ang Helium ay naging perpekto para sa trabaho.

Ginamit ang Helium sa mga higanteng rocket ng Saturn V na nagdala ng mga astronaut ng Apollo sa kalawakan. Ginamit din ito sa command at service module na nagpunta sa buwan at sa lunar lander na dinala sina Neil Armstrong at Buzz Aldrin papunta at mula sa ibabaw.

Ang helium na ginamit sa programa ng Apollo ay talagang nagmula sa Strategic Helium Reserve sa labas ng Amarillo, Texas. Ang reserba ay nagsimula sa pagtatapos ng World War I, bilang bahagi ng pagsisikap ng gobyerno na mapanatili ang isang madiskarteng suplay ng helium.

Helium ay in demand ngayon, ngunit para sa iba't ibang mga kadahilanan kaysa noong nakaraang siglo. Sa oras na ito, ang karamihan sa pangangailangan ay may kinalaman sa kakayahan ng helium na matunaw sa napakababang temperatura - 4.2 degree Kelvin lamang (−452.1 F).

"Minsan sinasabi sa akin ng aking mga kasamahan sa astrophysics na ang temperatura sa kalawakan ay 3 Kelvin," sabi ni Hayes. "Kaya't ito ay isang degree lamang na naiiba kaysa sa temperatura ng kalawakan, ganoon ang lamig."

Nagpapatakbo ang Hayes ng isang laboratoryo na gumagamit ng napaka-espesyal na materyales na tinatawag na superconductors. Ang kuryente ay maaaring dumaloy sa mga materyal na ito na walang resistensya. "Lumilikha iyon ng napakalaking mga magnetic field," sabi niya.

Ginagamit ni Hayes ang mga patlang na iyon upang pag-aralan ang mga proseso ng kemikal, ngunit ginagamit din ito sa gamot upang mailarawan ang katawan ng tao. Ang imaging magnetikong resonance imaging, o MRI, gumagamit ng teknolohiya ng superconductors na pinalamig ng likidong helium.

Ang mga superconducting chip sa Sycamore quantum computer ng Google ay pinalamig ng likidong helium. Ang Hannah Benet / Google hide caption

At hindi lamang iyon ang application. Ang mga superconducting bit ay nasa gitna din ng ilan sa mga pinaka-advanced na kabuuan ng computer na kasalukuyang binuo. Kamakailan lamang sinabi ng Google na ang isang computer na binuo nito ay pinalo ang pinakamabilis na maginoo na computer sa buong mundo kapag nagsasagawa ng isang dalubhasang pagkalkula. Ang nasabing "kataas-taasang kataas-taasang kapangyarihan," kung magpapatuloy itong umunlad, ay maaaring pahintulutan sa kalaunan ang mga ahensya ng intelihensya na i-crack ang halos anumang code.

Ang Helium sa gaseous form nito ay ginagamit din sa paggawa ng mga maginoo na electronics, at patuloy itong ginagamit sa mga rocket ng mga kumpanya ng cutting-edge tulad ng SpaceX.

Ang suplay ng helium sa mundo ay matatagpuan pa rin sa kaunting mga bansa: Ang Estados Unidos, Algeria at Qatar. Kung ang alinman sa mga bansa ay nakakaranas ng isang problema sa produksyon, ang presyo ng helium ay maaaring tumaas, sabi ni Hayes.

Ang patuloy na pagkasubsob sa mga presyo ng helium ay pinipilit ang mga mananaliksik na muling isaalang-alang kung paano nila ginagamit ang gas, sinabi niya. Sa katunayan, napilitan siyang mothball ng ilan sa kanyang superconducting magnet dahil masyadong mataas ang presyo. Nag-aalala siya na maliban kung ang pagkasumpungin ng presyo ay maaaring mapigil, ang pagsasaliksik sa iba't ibang mga mahahalagang lugar ay maikukubli o kaya ay talikdan.

Ang iba pang mga bansa, kabilang ang Russia at South Africa, ay nagmumula sa negosyo ng produksyon ng helium, na maaaring makatulong na maibsan ang pana-panahong kakulangan. Hanggang sa magawa nila, dapat bang ibigay ng average na tao ang kanilang mga lobo ng lobo? Sinabi ni Hayes na hindi: "Hindi ako isang tumatanggi sa lobo. Ang helium na ginamit sa mga lobo ng partido ay nakapagpapahalaga sa lahat tungkol sa mapagkukunang ito. "


Oras ng pag-post: Mar-27-2020
WhatsApp Online Chat!