Pandora, Gabriella
-1 °C
3 °C
Index - In English In English Eng

A lufik betiltása lehet az egyetlen esélyünk a hélium megóvására

K EPA20181006058
2019.11.02. 16:45 Módosítva: 2019.11.02. 19:46
A hélium nemcsak partikellék, az orvoslásban, az elektronikában és a tudomány megannyi területén is létfontosságú. És hamarosan kifogyunk belőle. A héliumforrások nem újulnak meg, és mesterségesen sem tudjuk előállítani ezt a nemesgázt. Ahogy a lufiból elillan a hélium, úgy veszik el mindörökre számunkra is.

A marylandi Queen Anne megyében szeptemberben betiltották a héliumos léggömbök levegőbe engedését. Sok más helyen is hasonló tilalmakat léptetnek életbe a világban. A legtöbb szabályozás magát a héliumos lufikat nem tiltja be, de azokat nem szabad ezentúl elengedni, hogy szálljanak szabadon a szelek szárnyán. Az okok között legtöbbször környezetvédelmi megfontolásokat sorolnak föl. A kipukkanó lufik visszahullanak a földre, a tengerbe, elfogyasztják őket az állatok és meghalnak.

Pedig van egy ennél sokkal égetőbb probléma is, amely nemcsak a héliumos léggömbök elengedését teszi megengedhetetlenné, de magát a hélium lufikba töltését is. A hélium a legtöbbünknek nem több vicces gyermekjátéknál, ami miatt a lufik felfelé törekszenek szakadatlan, belélegezve pedig a hangunk röhejesen magassá változik. Pedig hélium nélkül nem működhetnek a mágnesesrezonancia-gépek (az MRI), ahogy a fél elektronikai ipar is leállna, a részecskegyorsítókkal és a búvárok felszereléseinek gyártásával egyetemben.

A második leggyakoribb az univerzumban

Az nem teljesen igaz, hogy a hélium nem képes megújulni.

Előbb-utóbb újra fel fognak töltődni a mára kimerített héliumlelőhelyek a föld alatt – csak éppen ehhez kell néhány százmillió év.

Bár a kimerülő készletek láttán egyre intenzívebbek a hélium kiváltását, hatékonyabb kitermelését vagy esetleg mesterséges előállítását célzó kutatások, ezek jelenleg még közel sem tartanak ott, hogy olyan hatalmas tömegben lennének képesek pótolni a nemesgázt, mint ahogy elhasználjuk és elpazaroljuk.

A héliumot fizikai tulajdonságai teszik pótolhatatlanná a tudomány és annak gyakorlati alkalmazásai számára. Ez a legkönnyebb nemesgáz. Könnyebb, mint a levegő, eközben inert, vagyis nagyon nehezen lép reakcióba más elemekkel, így még akkor sem robban fel, ha nagyon magas hőmérsékleten és sok oxigént tartalmazó környezetben használjuk. A hang pedig majdnem háromszor olyan gyorsan halad a héliumban, mint a levegőben (ez áll összefüggésben a gáz beszédhangot elváltoztató képességével).

Az elektronikai alkalmazásai szempontjából még fontosabb, hogy nagyon alacsony hőmérsékleten cseppfolyósodik, de nem szilárdul meg, így tökéletes a félvezetők és hatalmas elektromágnesek (MR-gépek, részecskegyorsítók) hűtésére. Ráadásul azon nagyon kevés elem közé tartozik, amelyek nagyon hidegben szuperfolyékonnyá alakulnak, vagyis megszűnik a viszkozitásuk, atomjaik pedig minden ellenállás nélkül kezdenek áramlani.

Bár a hélium a második leggyakoribb elem az univerzumban, a föld felszínén rettentően ritka. Olyannyira, hogy nem is bolygónkon fedezték fel először, hanem a napfény spektrumának vizsgálata során, 1868-ban (innen származik a neve is). Később a Vezúv lávájából is kimutatták a hélium jellemző spektrális vonalát, ez volt az első bizonyíték arra, hogy az anyag a Földön is megtalálható.

Amikor a Naprendszer bolygói és maga a Nap elkezdtek kialakulni, a kezdeti anyagfelhő 70 százaléka hidrogén volt, és 28 százaléka hélium. Csakhogy a hélium olyan könnyű, hogy a Földhöz hasonló kisebb bolygók esetében a felsőbb rétegekbe rendeződött. Az atmoszféra legfelső tartományában pedig már a legkisebb napsugár energiája is elegendő ahhoz, hogy a héliumatomokat kilökje a Föld gravitációjának fogságából, és azok mindörökre eltávozzanak a bolygónkról. A nagy gázóriások, például a Jupiter gravitációja elegendően erős ahhoz, hogy maguknál tartsák a héliumot, de a Föld tömegvonzása nem.

Jelenleg a földi légkör mindössze 0,00052 százalékát teszi ki a hélium.

Héliumreaktor a Föld mélyén

A hélium folyamatosan képződik a Föld magjában a nehezebb elemek radioaktív bomlása révén, ennek sebessége azonban olyan lassú, hogy az ember életidejét figyelembe véve teljesen elhanyagolható, több százmillió év. Vagyis ha a dinoszauruszok kitermelték volna a föld alatti hatalmas héliumtárolókat, azok máig sem teltek volna meg újra.

A hélium tehát véges készletekben áll rendelkezésre, és gyorsan fogy. Ehhez képest nemhogy nemzetközi összefogás nincs a megóvására, újrahasznosítására, de még nemzeti szinten sem léteznek ilyen tervek. Az Egyesült Államokban 1925-ben megalapították a Nemzeti Héliumtartalékot, egy egymilliárd köbméter héliumot őrző telephelyet. Akkor még a léghajókba szánták a héliumot, csak a hidegháború alatt vált az egyre szélesebb körben használt ipari segédanyag stratégiai tartalékainak őrzőhelyévé.

Zeppelin kivitelű, modern léghajó
Zeppelin kivitelű, modern léghajó
Fotó: Készítette: Aleks B. - A feltöltő saját munkája, CC BY-SA 3.0

Itt egy kimerült földgázmező üregrendszerébe préselik a hélium-nitrogén keveréket, és ott tárolják, míg szükség nem lesz rá. Csakhogy a létesítmény folytonos finanszírozási gondokkal küzd, és a kilencvenes években már egyszer privatizálni akarták. A jövője enyhén szólva is kérdéses.

A világon mindössze 14 bánya foglalkozik a hélium felszínre hozásával és tisztításával, ezek fele az Egyesült Államok területén van. Az utóbbi években lassan sorozatossá válnak a héliumhiányok, amelyeken csak az újonnan felfedezett héliumlelőhelyek segítenek. Ebben az évezredben ez már a harmadik hiányos időszak, és az első olyan, amit egy hatalmas tanzániai lelőhely 2016-os felfedezése után alakult ki.

Hatósági héliumár?

A hiány közvetlen hatása az áremelkedés. 2010 és 2013 között a laboratóriumi tisztaságú hélium ára literenként 5 dollárról 16 dollárra emelkedett. Ez minden héliumra épülő kutatás és orvosi alkalmazás költségeit többszörösére emeli, és igen, a héliumos lufik is drágábbak lesznek. Még nagyobb baj azonban, hogy az előrejelzések szerint 200 éven belül elfogy a Föld összes héliumtartaléka.

Robert Richardson, aki 1996-ban kapott fizikai Nobel-díjat a héliumatomok szuperfolyékonyságának felfedezéséért, élete végéig azon a véleményen volt, hogy a hélium szabadpiaci ára az oka annak, hogy értelmetlenül pazaroljuk, mintha nem lenne holnap. Ironikus módon az árakat a mélybe taszította, amikor bejelentették az amerikai Nemzeti Héliumtartalék privatizálásának terveit,

ez pedig csak még tovább növelte az esztelen felhasználást.

Richardson szerint az anyag kereskedelmét ki kellene vonni a szabadkereskedelem hatálya alól, és azonnal hússzorosára kellene emelni az árát. Ha hirtelen hússzor annyiba kerülnének a héliumos lufik, ez a felhasználás egy pillanat alatt összeomlana – és ez mindenki hasznára válna.

Borítókép: Környezetvédők tiltakoznak a szénfelhasználás és a Hambachi erdő kivágása ellen az észak-rajna-vesztfáliai Buir településnél 2018. október 6-án. (MTI/EPA/Thomas Banneyer)