Jelaskan Ekstraksi dan penggunaan helium dari Helium

Setelah operasi pengeboran minyak di Dexter, Kansas pada tahun 1903 yang menghasilkan geyser gas yang tidak dapat dibakar, seorang geolog Kansas Erasmus Haworth kemudian mengumpulkan sampel gas yang keluar untuk diuji komposisinya di Universitas Kansas di Lawrence dengan bantuan kimiawan Hamilton Cady dan David McFarland. Ia menemukan bahwa gas tersebut terdiri dari (berdasarkan volumenya) 72% nitrogen, 15% metana (hanya dapat terbakar dengan kandungan oksigen yang cukup), 1% hidrogen, dan 12% gas yang tak teridentifikasi. Dalam analisis lebih lanjut, Cady dan McFarland menemukan bahwa 1,84% sampel gas tersebut adalah helium. Hasil analisis ini menunjukkan bahwa walaupun helium secara keseluruhannya sangat langka di Bumi, zat ini terkonsentrasi dalam jumlah yang besar di dalam Dataran Amerika dan dapat diekstraksi sebagai hasil samping gas alam.

Penemuan ini kemudian menjadikan Amerika Serikat sebagai penyuplai gas helium terbesar di dunia. Mengikuti saran Sir Richard Threlall, Angkatan Laut Amerika Serikat mensponsori tiga pabrik helium eksperimental semasa Perang Dunia II. Tujuannya adalah untuk mengisi balon penghalang menggunakan gas yang tidak terbakar dan lebih ringan dari udara. Total 5.700 m3 gas dengan komposisi 92% helium berhasil dihasilkan dari program ini. Sebagian dari gas ini kemudian digunakan dalam kapal udara berhelium pertama milik Angkatan Laut AS, C-7, yang memulai penerbangan perdananya dari Hampton Roads, Virginia, ke Bolling Field di Washington, D.C., pada 1 Desember 1921.

Walaupun proses ekstraksi menggunakan pencairan gas temperatur rendah tidak sempat dikembangkan untuk digunakan semasa Perang Dunia I, produksi helium terus dilanjutkan. Helium utamanya digunakan sebagai gas pengangkat pada kapal udara. Permintaan atas gas helium meningkat semasa Perang Dunia II. Spektrometer massa helium juga sangat vital dalam proyek bom atom Manhattan.

Pemerintah Amerika Serikat mendirikan Cadangan Helium Nasional pada tahun 1925 di Amarillo, Texas dengan tujuan menyuplai helium kepada kapal udara militer AS pada saat perang dan kapal udara komersial pada saat damai. Karena embargo militer AS terhadap Jerman yang melarang penyuplaian helium, LZ 129 Hindenburg dan zeppelin-zeppelin Jerman lainnya terpaksa menggunakan hidrogen sebagai gas pengangkat. Penggunaan helium setelah Perang Dunia II menurun, namun cadangan helium diperbesar pada tahun 1950-an untuk memenuhi suplai helium cair sebagai cairan pendingin yang diperlukan untuk membuat bahan bakar roket oksigen/hidrogen semasa Perang Dingin dan Perlombaan Angkasa. Jumalh helium yang digunakan Amerika pada tahun 1965 delapan kali lebih tinggi daripada puncak penggunaannya semasa era peperangan.

Setelah adanya "Helium Acts Amendments of 1960" (Public Law 86–777) (Amendemen Akta Helium 1960), Biro Pertambangan Amerika Serikat menunjuk lima pabrik pengilangan swasta untuk mengekstraksi helium dari gas alam. Dalam program ini, pipa sepanjang 684 km dibangun dari Bushton, Kansas ke ladang gas milik pemerindah dekat Amarillo, Texas. Campuran helium-nitrogen yang dikirim kemduain disimpan dalam ladang gas tersebut untuk keperluan lebih lanjut.

Sampai dengan tahun 1995, satu miliar meter kubik gas helium telah dikumpulkan, dan Cadangan Nasional Helium AS memiliki hutang sebesar AS$ 1,4 miliar. Hal ini kemudian mendorong Kongres AS untuk melepaskan cadangan helium pada tahun 1996. Akta Privatisasi Helium 1996 ("Helium Privatization Act of 1996") (Public Law 104–273) yang disahkan kemudian menunjuk Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat untuk mulai mengosongkan cadangan tersebut pada tahun 2005.

Helium yang diproduksi antara tahun 1930 sampai dengan 1945 memiliki tingkat kemurnian sebesar 98,3%. Tingkat kemurnian ini cukup murni untuk digunakan dalam kapal udara. Pada tahun 1945, sejumlah kecil helium 99,9% diproduksi untuk keperluan pengelasan. Pada tahun 1949, helium 99,95% mulai tersedia secara komersial.

Dalam sejarahnya, produksi helium Amerika Serikat pernah mencapai 90% produksi helium komersial di dunia, manakala kilang ekstraksi Kanada, Polandia, Rusia, dan negara lain memproduksi sisanya. Pada pertengahan tahun 1990-an, kilang baru di Arzew, Aljazair mulai beroperasi dan menghasilkan helium sebesar 17 juta meter kubik. Jumlah ini cukup untuk memenuhi seluruh permintaan Eropa akan helium. Pada masa yang sama, konsumsi helium AS telah meningkat di atas 15 juta kg per tahun. Pada tahun 2004-2006, kilang produksi helium di Ras Laffan, Qatar, dan Skikda, Aljazair dibangun. Aljazair kemudian menjadi produsen helium kedua terbesar di dunia. Konsumsi dan biaya produksi helium pun terus meningkat. In the 2002 to 2007 period helium prices doubled.

Pada tahun 2012, Cadangan Helium Nasional Amerika Serikat menyimpan 30% helium dunia. Cadangan ini diperkirakan akan habis digunakan pada tahun 2018.