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Helium ist eigentlich ein Edelgas. Entdeckt vom französischen Astronomen Jules Janssen während der totalen Sonnenfinsternis am 18. August 1868. Da dieses Element zu diesem Zeitpunkt noch nicht auf der Erde gefunden worden war, nannte Jeanson es Helium nach der Sonne (Helios). Seitdem haben Wissenschaftler viele wichtige Fortschritte rund um Helium gemacht, von modernen Analysegeräten, die in Bereichen wie Medizin und Astrophysik eingesetzt werden, bis hin zu den Mobiltelefonen, die wir täglich verwenden und die alle in ihren Produktionsprozessen auf Helium angewiesen sind. Die einzigartigen physikalischen Eigenschaften von Helium haben Wissenschaftlern auf der ganzen Welt auch dabei geholfen, viele wichtige Entdeckungen zu machen, die der internationalen Gemeinschaft großen Nutzen gebracht haben.

Die Rolle von Helium

Zahlreiche erstaunliche Eigenschaften (geringe Dichte, hohe Wärmeleitfähigkeit ...) haben Helium zu einem der beliebtesten Gase in der globalen Fertigungsindustrie gemacht, und die Vereinigten Staaten haben es sogar in die Liste der Materialien für die nationale Sicherheit aufgenommen. Hier sind fünf weniger bekannte Verwendungsmöglichkeiten für Helium.

1. MRT

Helium ist farblos, geruchlos und nicht brennbar. Sein verflüssigter Zustand erfordert die niedrigste Temperatur auf der Erde (minus 269 Grad Celsius), die nahe dem absoluten Nullpunkt liegt. Helium wird hauptsächlich wegen seiner Kühlwirkung verwendet und wird häufig bei medizinischen Untersuchungen eingesetzt. Bei der MRT ist es der supraleitende Magnet, der in Heliumflüssigkeit eingewickelt ist und das Magnetfeld erzeugt. Durch jüngste Innovationen konnte der Einsatz von Helium reduziert werden, es ist jedoch nach wie vor für den Betrieb des NMR-Geräts unerlässlich.

2. Glasfaser und Bildschirm

Ein weiterer großer Markt für Helium ist die Elektronikindustrie. Dieses Gas kann beispielsweise bei der Herstellung von Lichtwellenleitern verwendet werden. Das französische Flüssiggasunternehmen erklärte: „Konkret ist der erste Schritt bei der Herstellung optischer Fasern die Herstellung von Glasstäben. Wasserstoff, Sauerstoff und Helium werden verwendet, um die Festigkeit der Glasstäbe für die anschließende Erwärmung und Dehnung zu erhöhen. Helium, Helium und Argon.“ Ermöglichen auch ein schnelles Abkühlen erhitzter und gedehnter Lichtwellenleiter. „Helium wird auch bei der Herstellung vieler elektronischer Geräte verwendet, beispielsweise bei Flachbildschirmen.

3. Halbleiter

Das Energy Research Institute erklärte in einer Notiz: „Helium ist ein Edelgas, das nur schwer mit anderen Komponenten reagiert, was es zu einem idealen Material für die Halbleiterfertigung macht. Durch das Umhüllen des Siliziumwafers mit dem Edelgas können unerwartete Reaktionen vermieden werden. Darüber hinaus.“ „Da Helium eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat, kann es Wärme auch effizient ableiten, was die Temperatur des Siliziumwafers während des Halbleiterherstellungsprozesses senken und den Halbleiter kleiner machen kann.“

4. Raketenstart

Helium ist auch ein wichtiges Material für die Weltraumforschung und -entwicklung. Es wird als Kältemittel zum Kühlen vieler Materialien und zum Präzisionsschweißen verwendet und wird auch als Luftdichter für Flüssigkeitssysteme beim Flug oder bei der Landung von Flugzeugen verwendet. Die NASA verbraucht jedes Jahr Hunderte Millionen Kubikfuß Helium. Darüber hinaus plant die Agentur, im Jahr 2023 ein astronomisches Teleskop mit einem Heliumballon in die Stratosphäre zu schicken.

5. Nukleare Forschung und Entwicklung

Helium wird auch in der Forschung und Entwicklung der Kernfusion eingesetzt. Das im Bau befindliche Projekt „Thermonuclear Fusion Experimental Reactor“ (ITER) in der französischen Rhône-Mündungsprovinz wird eine Kühlanlage bauen, um die Kühlung des Reaktors sicherzustellen. Das französische Flüssiggasunternehmen sagte: „Um das für einen geschlossenen Reaktor notwendige elektromagnetische Feld zu erhalten, müssen supraleitende magnetische Materialien bei extrem niedrigen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt verwendet werden.“ In der 5.400 Quadratmeter großen ITER-Kühlanlage, dem Heliumanlagenbereich entfällt auf 3000 Quadratmeter.

Obwohl Helium heute das zweithäufigste Element im Universum ist, ist der größte Teil davon in Sternen wie der Sonne konzentriert. Helium kommt natürlich auch auf der Erde vor, aber jeder muss wissen, dass der Heliumanteil in der Luft sehr gering ist und nur 5,2 ppm des Luftgehalts ausmacht. Darüber hinaus ist es sehr leicht und wird bei jeder Gelegenheit in der Atmosphäre sein. Steigen Sie so hoch wie möglich auf und entfliehen Sie endlich der Atmosphäre. Generell ist es schwierig, das austretende Helium zurückzugewinnen. Dies ist auch der Hauptgrund für den Heliummangel.

Die Hauptmethode zur Herstellung von Helium kommt derzeit aus der Erdgasindustrie. Befindet sich im Boden Erdgas, das reich an radioaktiven Mineralien wie Uran ist, enthält es etwa 7 Vol.-% Helium. Der Grund dafür, dass dieses Erdgas Helium enthält, liegt vor allem darin, dass radioaktive Elemente wie Uran sogenannte Alphateilchen abstrahlen. Das Alphateilchen ist eigentlich ein Heliumkern. Solange es Elektronen aus der Umgebung erhält, wird es zu stabilem Heliumgas. Ingenieure können Helium mithilfe der kryogenen Reinigungstechnologie (die Substanzen durch Unterschiede in den Gefrierpunkten trennt) aus Erdgas trennen.

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