هل جربت يومًا استنشاق غاز الهيليوم الموجود في البالونات ليبدو صوتك مضحكًا؟ يستخدم الهيليوم فيما هو أهم من ذلك بكثير، فله استخدامات متنوعة في شتى المجالات العلمية، بداية من تكنولوجيا الأبحاث الطبية، مرورًا بالمفاعلات النووية، وانتهاءً بالمناطيد التي تحلق فوق ملاعب كرة القدم وأماكن الترفيه والاحتفالات.
الهيليوم شحيح الوجود نسبيًا على كوكب الأرض على الرغم من أنه أحد أكثر العناصر شيوعًا في الكون، وهناك مناطق كثيرة يكون إنتاج الهيليوم فيها غير مجدٍ اقتصاديًا، وبالتالي هناك مخاوف من نفاد مخزوننا منه، وسنتعرف هنا على المزيد حول نقص الهيليوم المستمر.
منشأ الهيليوم
يشكل غاز الهيليوم في الطبيعة حوالي 0.0005% فقط من الغلاف الجوي لكوكبنا، لذلك هو شديد الندرة على الأرض لدرجة أن باحثًا فرنسيًا اكتشف وجوده لأول مرة بالصدفة عندما كان يقوم بأبحاث متعلقة بالشمس.
يوجد الهيليوم بوفرة في آبار الغاز الطبيعي، وتشمل تلك الموجودة في ولايات تكساس وأوكلاهوما وكانساس بالولايات المتحدة الامريكية، وكذلك في روسيا والهند. يمثل المخزون الأمريكي أكثر من 80% من إمدادات الهيليوم في العالم.
خصائص الهيليوم الفريدة
ما الذي يجعل الهيليوم مميزًا للغاية؟
بسبب شيء واحد ينفرد به: يظل باردًا على الدوام، فله أدنى نقطة غليان من بين كل العناصر، وهو الوحيد الذي لا يتحول إلى الحالة الصلبة إذا خفضت درجة حرارته، ما يجعله مصدرًا كبيرًا للتبريد، لذلك يكثر استخدامه في الأبحاث التي تحتاج إلى تبريد شديد.
يُعد الهيليوم السائل مفيدًا في تقليل درجات حرارة المغناطيس فائق التوصيل مثل الموجود في آلات التصوير بالرنين المغناطيسي، ويدخل الهيليوم أيضًا في تقنيات أخرى مثل شاشة العرض البلورية LCD، والألياف الضوئية، وأجهزة الكمبيوتر الكمومية، وخزانات وقود الصواريخ.
احتياطي الهيليوم
تتمثل المشكلة في كون الهيليوم عنصرًا زائلًا ومحدود الكمية. يمتلك العالم كمية متواضعة من الغاز، ويبدو أن مخزون كوكبنا شارف على الإنتهاء.
أنشأ الأمريكيون في عام 1925 احتياطيًا وطنيًا للهيليوم في مدينة أماريلو بولاية تكساس، وكان الهدف من ذلك تخزين الهيليوم لاستخدامه في المناطيد جزءًا من المجهود الحربي، وبعد سبعة عقود قررت الحكومة التوقف عن تخزين الهيليوم، ووقع الرئيس بيل كلينتون آنذاك قانونًا يلزم الحكومة ببيع مخزونها منه بحلول عام 2015.
سمح ذلك للسوق الخاص بالهيليوم بتقدير قيمة الغاز، بالإضافة إلى تحديد مجالات استخداماته ومتى يُستخدم. وبدل ذلك، بيع بأسعار زهيدة وأصبح الغاز رخيصًا بما لا يتناسب مع ندرة وجوده.
وُضع قانون جديد يمنح مزيدًا من الوقت للتخلص من مخزون الهيليوم قبل وقت قصير من الموعد النهائي، ومن المقرر أن تبيع إدارة الخدمات العامة الأمريكية مليار قدم مكعب من الهيليوم الخام بالمزاد في نوفمبر 2023.
هل يوجد نقص عالمي في الهيليوم؟
يُعتقد أن إجمالي مخزون الهيليوم على الكوكب آخذ في النضوب. إذا نفد مخزوننا فقد يعني ذلك نهاية فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي، وشاشات العرض البلورية، وبالونات حفلات أعياد الميلاد، أو قد ترفع من تكلفة كل تلك الاستخدامات كثيرًا إذا استخلصناه من الغلاف الجوي.
على الرغم من أن الأرجون -وهو أيضًا غاز خامل- يمكن استبداله بالهيليوم لأغراض اللحام، فإنه لا يوجد عنصر آخر يقوم بوظيفة الهيليوم في التطبيقات التي تحتاج إلى التبريد الشديد. ويعني هذا أنه ربما يجب علينا البحث عن الهيليوم في الغلاف الجوي، وهذا من شأنه أن يرفع سعر الهيليوم بحوالي 10 آلاف مرة كما يقول الخبراء.
تعد روسيا واحدةً من أكبر موردي الهيليوم في العالم، ومنعت تصديره عندما غزت أوكرانيا في فبراير/شباط 2022، فبدأت صناعة الهيليوم في العالم بتقنين استخدامه كونه عنصرًا غير متجدد، وبالفعل أوقف بعض العلماء التجارب التي تتضمن الهيليوم السائل من أجل توفيره لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي في المستشفيات.
اقرأ أيضًا:
حقائق ومعلومات عن عنصر الهيليوم
هل تعلم؟ اكتشف العلماء عنصر الهيليوم في الشمس قبل اكتشاف وجوده على الأرض.
ترجمة: عمرو أحمد
تدقيق: جعفر الجزيري
