payamvha/North_RAG huggingface dataset:
مجبور بودند به‌جای هلیوم از هیدروژن استفاده کنند. بازار هلیوم پس از جنگ جهانی دوم دچار رکود شد. اما ذخایر هلیوم در دهه ۱۹۵۰ میلادی توسعه داده شد تا از تأمین هلیوم به‌عنوان یک خنک‌کننده برای تولید اکسیژن و هیدروژن مورد نیاز برای سوخت موشک (و همچنین سایر اهداف) در طول دوران رقابت فضایی و جنگ سرد اطمینان حاصل شود. میزان هلیوم مورد استفاده در آمریکا در سال ۱۹۶۵ بیش از هشت برابر بیشینه مصرف در زمان جنگ بود. پس از اصلاح مصوبه کنگره در مورد هلیوم در سال ۱۹۶۰ (قانون عمومی ۸۶–۷۷۷)، "اداره معادن ایالات متحده آمریکا"
عمومی ۸۶–۷۷۷)، "اداره معادن ایالات متحده آمریکا" طرح تأسیس پنج کارخانه خصوصی برای بازیابی هلیوم از منابع گاز طبیعی را تصویب کرد. براساس این برنامه حفظ منابع هلیوم، اداره معادن یک خط لوله به طول ۴۲۵ مایل (۶۸۴ کیلومتر) احداث کرد تا کارخانه‌های دولتی میدان گازی "کلیف‌ساید" از شهر بوشتون، کانزاس به آماریلو، تگزاس متصل شوند. مخلوط هلیوم-نیتروژن تزریق شد و میدان گازی کلیف‌ساید ذخیره شد تا زمان نیاز به هلیوم، این مخلوط تحت خالص‌سازی بیشتر قرار بگیرد. تا سال ۱۹۹۵، یک میلیارد متر مکعب از این گاز ذخیره شده بود و
یک میلیارد متر مکعب از این گاز ذخیره شده بود و مجموعه ۱٫۴ میلیارد دلار بدهی داشت؛ بنابراین، کنگره ایالات متحده آمریکا در سال ۱۹۹۶ طرح ذخیره هلیوم را متوقف کرد. مصوبه خصوصی‌سازی هلیوم سال ۱۹۹۶ (قانون عمومی ۱۰۴–۲۷۳)، وزارت کشور ایالات متحده آمریکا را بر آن داشت که ذخایر هلیوم را تخلیه کند و فروش از سال ۲۰۰۵ آغاز شد. هلیوم تولیدشده بین سال‌های ۱۹۳۰ تا ۱۹۴۵ دارای خلوص حدود ۹۸٫۳ درصد بود (۲ درصد نیتروژن) که این میزان خلوص برای کشتی‌های هوایی کافی بود. در سال ۱۹۴۵، مقدار کمی از هلیوم ۹۹٫۹ درصد برای استفاده در
مقدار کمی از هلیوم ۹۹٫۹ درصد برای استفاده در جوشکاری تولید شد. تا سال ۱۹۴۹، تولید هلیوم در مقیاس تجاری با خلوص ۹۹٫۹۵ درصد از نوع "درجه آ" ممکن بود. برای سال‌های زیادی، ایالات متحده آمریکا، بیش از ۹۰ درصد هلیوم تولیدی دارای قابلیت استفاده به‌صورت تجاری در دنیا را تولید می‌کرد، در حالی‌که ۱۰ درصد باقی‌مانده توسط کارخانه‌های موجود در کانادا، هلند، روسیه و دیگر کشورها تولید می‌شد. در اواسط دهه ۱۹۹۰ میلادی، یک کارخانه جدید در ارزیو در الجزایر، تولید بیش از ۱۷ میلیون متر مکعب (۶۰۰ میلیون فوت مکعب) را آغاز کرد که
متر مکعب (۶۰۰ میلیون فوت مکعب) را آغاز کرد که این مقدار برای تأمین تمام نیاز اروپا کافی بود. در همین‌حال، تا سال ۲۰۰۰، مصرف هلیوم درون ایالات متحده آمریکا، به ۱۵ میلیون کیلوگرم در سال افزایش یافت. بین سال‌های ۲۰۰۴–۲۰۰۶، کارخانه‌های بیش‌تری در راس لفان، قطر و سکیکده، الجزایر ساخته شد. الجزایر به‌سرعت به دومین تولیدکننده هلیوم دنیا تبدیل شد. در این زمان، هم مصرف هلیوم و هم هزینه تولید هلیوم افزایش یافت. از سال ۲۰۰۲ تا ۲۰۰۷، قیمت هلیوم دو برابر شد. تا سال ۲۰۱۲، ذخیره ملی هلیوم ایالات متحده آمریکا، برابر با ۳۰
ذخیره ملی هلیوم ایالات متحده آمریکا، برابر با ۳۰ درصد کل هلیوم دنیا بوده است. انتظار می‌رفت که این ذخیره هلیوم، تا سال ۲۰۱۸ به اتمام برسد، با این‌حال، یک لایحه پیشنهادی در سنای ایالات متحده آمریکا، اجازه ادامه فروش هلیوم موجود در ذخیره ملی آمریکا را صادر کرد. دیگر ذخایر بزرگ هلیوم آمریکا در میدان گازی هیوگوتون در کانزاس، تگزاس و اوکلاهاما قرار داشتند. کارخانه‌های جدی هلیوم بر اساس برنامه قرار بود که در سال ۲۰۱۲ در قطر، روسیه و ایالت وایومینگ آمریکا شروع به کار کنند، اما انتظار نمی‌رفت که این کارخانه‌ها به
کار کنند، اما انتظار نمی‌رفت که این کارخانه‌ها به موضوع کمبود هلیوم، کمک زیادی کنند. در سال ۲۰۱۳، قطر شروع به ساخت بزرگ‌ترین واحد هلیوم دنیا نمود، بااین‌حال بحران دیپلماتیک قطر در سال ۲۰۱۷، به‌طور شدیدی تولید هلیوم در این کشور را تحت تأثیر قرار داد. غالباً گفته می‌شود که پس از سال‌ها کمبود هلیوم، در سال ۲۰۱۴ میزان تولید هلیوم بیشتر از تقاضای آن بوده است. بازار سهام بورس نزدک در سال ۲۰۱۵ گزارش کرد که برای شرکتی مانند ایر پروداکتز اند کمیکالز که شرکتی بین‌المللی و فروشنده گاز با کاربردهای صنعتی است، میزان
و فروشنده گاز با کاربردهای صنعتی است، میزان هلیوم به دلیل محدودیت عرضه مواد اولیه، تحت فشار اقتصادی قرار دارد. استخراج و توزیع. برای استفاده در مقادیر زیاد، هلیوم به‌وسیله تقطیر جزء به جزء گاز طبیعی که حاوی ۷ درصد حجمی هلیوم است، تهیه می‌شود. به‌علت این‌که هلیوم دارای نقطه جوش پایین‌تری در مقایسه با دیگر عناصر است، دمای پایین و فشار زیاد مورد استفاده موجب مایع شدن تقریباً تمامی گازهای دیگر (غالباً نیتروژن و متان) می‌شود. گاز هلیوم ناخالص تولید شده به‌وسیله قرار گرفتن در دماهای پایین به‌صورت متوالی، خالص
قرار گرفتن در دماهای پایین به‌صورت متوالی، خالص می‌شود و تقریباً تمامی نیتروژن و بقیه گازهای موجود از مخلوط گازی خارج می‌شوند. از کربن فعال برای خالص سازی هلیوم در آخرین مرحله استفاده می‌شود که معمولاً منجر به تولید هلیومی با کیفیت درجه آ و خلوص ۹۹٫۹۹۵ درصد می‌شود. اصلی‌ترین ماده ناخالص موجود در هلیوم دارای درجه آ، نئون است. در مرحله نهایی تولید، اغلب هلیوم تولید شده از طریق فرایند سرد کردن، مایع می‌شود. این کار برای استفاده از هلیوم مایع ضروری است و موجب می‌شود که هزینه تمام شده برای حمل و نقل هلیوم کاهش
که هزینه تمام شده برای حمل و نقل هلیوم کاهش پیدا کند، چراکه بزرگ‌ترین مخزن هلیوم مایع دارای حجمی بیش از پنج برابر بزرگ‌ترین مخزن هلیوم گازی است. در سال ۲۰۰۸، تقریباً ۱۶۹ میلیون متر مکعب استاندارد هلیوم از منابع استخراج یا از ذخایر برداشته شده است که از این میان، ۷۸ درصد سهم ایالات متحده، ۱۰ درصد سهم الجزایر و ۱۲ درصد باقی مانده، سهم عمده برای کشورهای روسیه، لهستان و قطر بوده است. تا سال ۲۰۱۳، افزایش تولید هلیوم قطر (توسط شرکت راس‌گس، به مدیریت ایر لیکوئید) موجب شد سهم قطر از هلیوم تولیدی دنیا به ۲۵ درصد
موجب شد سهم قطر از هلیوم تولیدی دنیا به ۲۵ درصد افزایش یابد و این کشور را به دومین تولیدکننده هلیوم دنیا، پس از آمریکا تبدیل کرد. در سال ۲۰۱۶، ذخیره‌ای از هلیوم در تانزانیا کشف شد که تخمین زده می‌شود حاوی ۵۴ میلیارد متر مکعب هلیوم است. در ایالات متحده آمریکا، اغلب هلیوم استخراج شده از منابع گاز طبیعی در هیوگوتون و نزدیک میدان گازی در کانزاس، اوکلاهاما و "میدان پن‌هندل" در تگزاس است. قبلاً اغلب گاز هلیوم تولیدی با کمک خط لوله ذخیره ملی هلیوم فرستاده می‌شد، اما از سال ۲۰۰۵، فروش ذخیره ملی شروع شد و انتظار
اما از سال ۲۰۰۵، فروش ذخیره ملی شروع شد و انتظار می‌رود که تحت "مصوبه مسئولیت مدیریت و نظارت بر هلیوم" در سال ۲۰۱۳، تا ۲۰۲۱ مقداری زیادی از آن مصرف شود. نفوذ گاز طبیعی ناخالص به درون غشاهای نیمه‌تراوا و دیگر موانع یکی از روش‌های بازیابی و خالص‌سازی هلیوم است. در سال ۱۹۹۶، ایالات متحده آمریکا دارای ذخایر اثبات شده هلیوم بالغ بر ۱۴۷ میلیارد فوت مکعب استاندارد (۴٫۲ میلیارد متر مکعب استاندارد) در مجموعه چاه‌های گازی این چنینی بود. هلیوم باید از گاز طبیعی استخراج شود، چرا که مقدار آن در هوا، تنها به اندازه کسر
شود، چرا که مقدار آن در هوا، تنها به اندازه کسر کوچکی از نئون است. با این‌حال، تقاضا برای آن بسیار بیشتر از این میزان است. تخمین زده می‌شود که اگر تمامی تجیهزات فعلی مورد استفاده در تولید نئون برای تولید هلیوم استفاده شود، ۰٫۱ درصد از نیاز دنیا به هلیوم تأمین می‌شود. به‌صورت مشابهی، ۱ درصد نیاز دنیا به هلیوم تأمین می‌شود. هلیوم می‌تواند از طریق بمباران کردن لیتیم یا بور با کمک فوتون‌های پرسرعت یا بمباران لیتیم با دوتریوم سنتز شود، اما این فرایندها بسیار هزینه‌بر و فاقد صرفه اقتصادی هستند. هلیوم به‌صورت
هزینه‌بر و فاقد صرفه اقتصادی هستند. هلیوم به‌صورت متداول، یا به‌شکل مایع یا گاز در دسترس است. در شکل مایع، می‌تواند در مخزن‌های عایق کوچک موسوم به فلاسک یا دمابان نگهداری شوند. این محفظه‌ها می‌توانند حجمی تا ۱۰۰۰ لیتر داشته باشند. هلیوم مایع همچنین می‌تواند در محفظه‌های بزرگ "ایزو" که ظرفیت اسمی آنها ۴۲ متر مکعب (حدود ۱۱٬۰۰۰ گالن آمریکایی) است، نیز نگهداری شود. به‌صورت گازی، هلیوم می‌تواند در مقادیر کم در سیلندرهای تحت فشار بالا و با ظرفیت ۸ متر مکعب (حدود ۳۰۰ فوت مکعب استاندارد) نگهداری شود، درحالی‌که
۳۰۰ فوت مکعب استاندارد) نگهداری شود، درحالی‌که مقدار گاز نگهداری شده در تانکرهای تحت فشار زیاد به بیش از ۴٬۸۶۰ متر مکعب (حدود ۱۸۰٬۰۰۰ فوت مکعب استاندارد) می‌رسد. کاربردها. هلیوم در بسیاری از صنایع در سطح جهانی استفاده می‌شود و استفاده از آن در همه زمینه‌های تحقیقات علمی و محیط‌های تجاری، از جمله داروسازی، پزشکی، جوشکاری، علوم رایانه، اکتشافات فضایی وجود دارد. در سال ۲۰۱۴، تولید جهانی هلیوم حدود ۳۲ میلیون کیلوگرم (۱۸۰ میلیون متر مکعب استاندارد) بود. بیشترین میزان مصرف در این سال، مربوط به کاربردهای
بیشترین میزان مصرف در این سال، مربوط به کاربردهای کرایوژنیک بود که حدوداً ۳۲٪ از کل مصرف هلیوم را شامل می‌شد. کاربردهای کرایوژنیک شامل خنک کردن آهنرباهای ابررسانا در اسکنرهای ام‌آرآی پزشکی و طیف‌سنج‌های ان‌ام‌آر است. رتبه‌های بعدی مصرف هلیوم در سال ۲۰۱۴، سیستم‌های فشار و پاکسازی، نگهداری اتمسفرهای کنترل‌شده و تشخیص نشت بود. سایر حوزه‌های مصرف هلیوم، درصدهای کم و نسبتاً جزئی داشتند. از دیگر کاربردهای مهم، ایجاد فشار، هوای پیرامونی کنترل شده و جوشکاری است که ۷۸ درصد از کل مصرف هلیوم در سال ۱۹۹۶ را تشکیل داده
درصد از کل مصرف هلیوم در سال ۱۹۹۶ را تشکیل داده است. از گاز هلیوم در فضاپیماها، تلسکوپ‌ها و دستگاه نظارت بر پرتونگاری هسته‌ای استفاده می‌شود. کروژنیک. مخلوط هلیوم با گازهای سنگین‌تر مانند زنون، نسبت ظرفیت حرارتی بالا و عدد پرنتل پایینی دارد و برای سردسازی ترموآکوستیک استفاده می‌شود. هلیوم به دلیل اینکه نقطه ذوب و جوش بسیار کمی دارد و در فشار جو جامد نمی‌شود و در صفر درجه کلوین و از نظر شیمیایی بی اثر است به عنوان خنک‌کننده فوق‌العاده استفاده می‌شود. علاوه بر این، دمای هلیوم فوق مایع زیر ۲٫۲ کلوین است.
بر این، دمای هلیوم فوق مایع زیر ۲٫۲ کلوین است. تاکنون از ویژگی فوق رواناب منحصر به فرد آن در هیچ کاربرد صنعتی استفاده نمی‌شود. استفاده هلیوم در سیستم‌های سردسازی، نسبت به روش‌های قدیمی، دارای مزیت زیست‌محیطی است؛ چون اثرات مخربی مانند تخریب لایه ازون و گرمایش جهانی بر جای نمی‌گذارد. هلیوم به عنوان یک خنک‌کننده فوق‌العاده برای کاربردهای برودتی مانند تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI), طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR)، شتاب‌دهنده‌های ذرات، برخورد دهنده بزرگ هادرونی، دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID),
هادرونی، دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID), طیف‌سنجی رزونانس چرخش الکترون (ESR)، ذخیره انرژی مغناطیسی ابررسانا (SMES), ژنراتورهای ابررسانا مغناطیسی ، انتقال قدرت ، انتقال نیروی جذب مغناطیسی، سنسورهای ابررسانا، طیف‌سنج‌های جرمی، آهن‌رباهای ابررسانا، جداکننده مغناطیسی میدان قوی، آهن‌رباهای ابررسانای میدان تورویی برای راکتورهای همجوشی و سایر تحقیقات برودتی استفاده می‌شود. هلیوم مواد ابررسانا را تا دمای نزدیک به صفر مطلق سرد می‌کند، به طوری که مقاومت الکتریکی ابررساناها ناگهان به صفر می‌رسد. مقاومت
الکتریکی ابررساناها ناگهان به صفر می‌رسد. مقاومت الکتریکی بسیار کم ابررساناها باعث می‌شود که میدان‌های مغناطیسی قدرتمندتری ایجاد شود. در مورد تجهیزات MRI در بیمارستان‌ها، میدان مغناطیسی قدرتمندتر جزئیات بیشتری را در اسکن عکس رادیولوژی به دست می‌دهد. برخورددهنده هادرونی بزرگ در سرن از ۹۶ تن هلیوم مایع برای حفظ دما در ۱٫۹ کلوین استفاده می‌کند. ایروستاتیک. از آنجا که این عنصر از هوا سبک‌تر و دارای چگالی کمتری است، از زمان جنگ جهانی اول از هلیوم به عنوان گاز بالابر برای بالن‌ها، بالن‌های هواشناسی، کشتی‌های
بالابر برای بالن‌ها، بالن‌های هواشناسی، کشتی‌های هوایی و چشمک زدن استفاده می‌شود و برای پرواز کشتی‌های هوایی به گاز هلیوم رو آورده‌اند. استفاده از هلیوم به عنوان گاز بالابرنده اولین کاربرد هلیوم از زمان کشف آن بر روی زمین بود. در حالی که گاز هیدروژن بسیار شناور است و با سرعت کمتری از نفوذ به درون غشاء فرار می‌کند، هلیوم این مزیت را دارد که قابل اشتعال نیست و در واقع پیشگیرنده آتش است. کاربرد هلیوم در بالون‌ها بسیار شناخته‌شده است، اما این کاربرد، بخش کوچکی از مصرف این گاز است. هوافضا. کاربرد دیگر هلیوم، در
مصرف این گاز است. هوافضا. کاربرد دیگر هلیوم، در ساخت راکت است. در این فرایند، هلیوم به عنوان یک ماده تخلیه کننده برای جابجایی سوخت و اکسید کننده‌ها در مخازن ذخیره‌سازی و چگالش کردن هیدروژن و اکسیژن برای ساختن پیشران راکت استفاده می‌شود. فضای خالی بالای مخزن سوخت از هلیوم پر می‌شود تا هم جابجایی سوخت و اکسیدکننده‌ها آسان‌تر شود و هم بتوان با آن هیدروژن و اکسیژن را فشرده کرد تا سوخت موشک به‌دست آید. همچنین برای پاک کردن سوخت و اکسیدکننده از تجهیزات پشتیبانی زمین قبل از پرتاب و برای خنک کردن هیدروژن مایع در
زمین قبل از پرتاب و برای خنک کردن هیدروژن مایع در وسایل نقلیه فضایی توسط آژانس‌های فضایی مانند آریاناسپاس و ناسا استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، موشک سترن ۵ که در برنامه آپولو مورد استفاده قرار گرفت، حدود ۳۷۰٬۰۰۰ متر مکعب هلیوم نیاز داشت. همچنین در موشک‌های دلتا IV از هلیوم برای حفظ فشار در مخازن سوخت اکسیژن مایع استفاده می‌شد. جوشکاری. هلیوم، به دلیل دارا بودن بالاترین پتانسیل یونیزاسیون در بین عناصر در فرایند جوشکاری با قوس الکتریکی و جوشکاری قوس پلاسما بر روی موادی که در دمای جوشکاری در اثر تماس با هوا
روی موادی که در دمای جوشکاری در اثر تماس با هوا یا نیتروژن دچار آسیب می‌شوند، به عنوان لایهٔ محافظ یا پوشش عمل می‌کند. جو محافظ هلیوم در اطراف محل جوشکاری از اکسید شدن فلز در حالت مذاب جلوگیری می‌کند. همچنین پتانسیل یونیزاسیون بالای هلیوم امکان جوشکاری قوس پلاسما را برای فلزاتی مانند تیتانیوم، زیرکونیوم، منیزیم و آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده در کشتی‌سازی و هوافضا فراهم می‌کند. تعدادی از گازهای محافظ بی اثر در جوش قوس الکتریکی تنگستن گازی استفاده می‌شود، اما هلیوم به جای گاز ارزان‌تر آرگون به خصوص برای
اما هلیوم به جای گاز ارزان‌تر آرگون به خصوص برای جوشکاری‌هایی که رسانندگی گرمایی بیشتری دارند؛ مانند آلومینیوم یا مس استفاده می‌شود. از آنجا که هلیوم می‌تواند توسط آرگون یا هیدروژن جایگزین شود، اما برای جوشکاری قوس پلاسما برخی مواد مانند تیتانیوم نمی‌تواند جایگزین شود، زیرا هلیوم تنها گازی است که دارای فعالیت حرارتی به اندازه کافی بالا است تا ایمن باشد. انتخاب یک گاز محافظ به عوامل مختلفی از جمله نوع ماده در حال جوشکاری، طراحی اتصالات و شکل ظاهری نهایی جوش بستگی دارد. مخلوط‌های آرگون-هلیوم اغلب در جوشکاری
بستگی دارد. مخلوط‌های آرگون-هلیوم اغلب در جوشکاری تیگ مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا می‌توانند کنترل ورودی حرارتی را افزایش دهند در حالی که مزایای استفاده از آرگون را حفظ می‌کنند. به‌طور معمول، این مخلوط‌ها در درجه اول با هلیوم (غالباً حدود ۷۵٪ یا بالاتر) و تعادل آرگون ساخته می‌شوند. این مخلوط سرعت و کیفیت جوشکاری متناوب آلومینیوم و نفوذ جوش در یک اتصال را افزایش می‌دهند و همچنین برخورد با قوس را آسان می‌کنند. این نوع جوشکاری با عنوان جوشکاری هلیارک شناخته می‌شود. تشخیص نشت. یکی از کاربردهای صنعتی هلیوم،
می‌شود. تشخیص نشت. یکی از کاربردهای صنعتی هلیوم، تشخیص نشت است زیرا هلیوم کمترین اندازه مولکولی را دارد و به همین ترتیب یک مولکول تک اتمی است و از طریق کوچک‌ترین نشتی به راحتی عبور می‌کند. از آنجا که هلیوم سه برابر سریعتر از هوا از طریق مواد جامد واپخش می‌شود، از آن به عنوان گاز ردیاب برای تشخیص نشت در تجهیزات با خلاء بالا (مانند مخازن کرایوژنیک) و ظروف با فشار بالا استفاده می‌شود. شی مورد آزمایش در محفظه‌ای قرار می‌گیرد و سپس از هوا تخلیه و با هلیوم پر می‌شود. هلیوم که از طریق نشتی فرار می‌کند، توسط یک
هلیوم که از طریق نشتی فرار می‌کند، توسط یک دستگاه حساس (طیف‌سنج جرمی هلیوم) شناسایی می‌شود. دقت این ابزار بسیار زیاد است و به ۹-۱۰ میلی‌بار در لیتر برثانیه (mbar×L/s) یا ۱۰-۱۰ پاسکال. مترمکعب بر ثانیه (Pa×m۳/s) هم می‌رسد. روش اندازه‌گیری معمولاً اتوماتیک است و "تست انتگرال هلیوم" نامیده می‌شود. یک روش ساده‌تر، پر کردن جسم آزمایش شده با هلیوم و جستجوی دستی نشت‌ها با یک وسیله دستی است. هلیومی که از ترک‌های یک وسیله می‌گذرد را نباید با نفوذ گاز از بدنهٔ ماده اشتباه گرفت. "ثابت نفوذ" هلیوم از درون بدنهٔ موادی
گرفت. "ثابت نفوذ" هلیوم از درون بدنهٔ موادی مانند شیشه، سرامیک و مواد آزمایشگاهی، مشخص و ضریب گذر آن قابل محاسبه است با این‌حال، بیشتر گازهای بی‌اثر مانند هلیوم، نمی‌توانند از بدنهٔ اغلب فلزات عبور کنند. هلیوم برای تشخیص نشت در موشک‌ها، مخازن سوخت، مبادلات حرارتی، خطوط گاز، دستگاه‌های الکترونیکی مختلف، لوله‌های تلویزیون و سایر اجزای تولید شده فراهم می‌کند. هلیوم برای تشخیص نشت برای اولین بار در طی پروژه منهتن برای یافتن نشت در غنی‌سازی اورانیوم استفاده شد. مخلوط‌های تنفسی. هلیوم به دلیل حلالیت بسیار کم در
مخلوط‌های تنفسی. هلیوم به دلیل حلالیت بسیار کم در آب و خون به عنوان گاز غواصی در عمق آب زیر ۳۰ متر استفاده می‌شود. به‌عنوان یک گاز استنشاقی، هلیوم فاقد اثرات خواب‌آلودگی است و برای جلوگیری تجمع نیتروژن در خون، به جای مخلوط‌های تنفسی ازت-اکسیژن از مخلوط گازهای حاوی هلیوم مانند تریمیکس، هلیوکس و هلی‌ایر، برای غواصی در آب‌های عمیق استفاده می‌شود که به موجب آن خواب‌آلودگی غواص در اعماق بیشترِ آب، کنترل می‌شود. علاوه بر این هلیوم باعث خوردگی تجهیزات نمی‌شود و سمی نیست. هرچه با افزایش عمق، فشار آب افزایش
و سمی نیست. هرچه با افزایش عمق، فشار آب افزایش می‌یابد، چگالی گاز تنفسی نیز افزایش می‌یابد. برای حل این مشکل و تنفس آسان‌ترِ مخلوطِ گاز تنفسی، حضور هلیوم با جرم مولکولی کم، به‌طور قابل ملاحظه‌ای مؤثر است. اضافه شدن هلیوم به مخلوط گاز تنفسی، موجب کاهش عدد رینولدز می‌شود که در نتیجه جریان آشفتگی کاهش و جریان آرام افزایش می‌یابد و تنفس آسان می‌گردد. غواصانی که در عمق‌های بیش‌تر از ۱۵۰ متر (۴۹۰ فوت) از سطح دریا، مخلوطی از هلیوم-اکسیژن را تنفس می‌کنند، دچار لرزش و کاهش عملکرد حرکتی می‌شوند که از نشانه‌های سندرم
و کاهش عملکرد حرکتی می‌شوند که از نشانه‌های سندرم عصبی فشار بالا است. این اثر ممکن است تا حدی با استفاده از افزودن مقداری از گازهای خواب‌آور مانند هیدروژن یا نیتروژن به مخلوط هلیوم-اکسیژن، کاهش یابد. راکتورهای هسته‌ای. هلیوم به عنوان واسطه انتقال گرما در راکتورهای هسته‌ای نسل جدید استفاده می‌شود و دارای چندین مزیت به عنوان محیط انتقال گرما است. هلیوم به‌علت واکنش ناپذیری و هدایت گرمایی بالا، شفافیت نوترونی و همچنین به‌این علت که در رآکتورها موجب تشکیل ایزوتوپ‌های پرتوزا نمی‌شود، به‌عنوان یک محیط انتقال
پرتوزا نمی‌شود، به‌عنوان یک محیط انتقال حرارت در برخی از رآکتورهای هسته‌ای سرد شده با گاز استفاده می‌شود به طوری که یکی از کارآمدترین گاز انتقال گرما است. علاوه بر این هلیوم باعث خوردگی نمی‌شود و از نظر رادیولوژی بی اثر است (بدون ایزوتوپ رادیواکتیو) و بر ضریب ضریب نوترون تأثیر نمی‌گذارد. نیروگاه‌های هسته‌ای با هلیوم به عنوان محیط انتقال گرما دارای بازده و دمای عملیاتی بالاتر هستند. لیزر و روشنایی. هلیوم در لیزرها و روشنایی استفاده می‌شود. هلیوم به گاز تشدیدگر در لیزرهای گازی مانند لیزر هلیوم-نئون و لیزر
در لیزرهای گازی مانند لیزر هلیوم-نئون و لیزر CO۲ و لیزرهای بخار فلز مانند لیزر بخار فلز هلیوم-کادمیوم اعمال می‌شود. لیزرهای مختلف با هلیوم برای کاربردهای مختلف مانند تحقیقات علمی، تداخل‌سنجی، هولوگرافی، طیف‌سنجی، اسکن بارکد، ترازبندی، جراحی لیزر چشم، نمایش‌های نوری، برنامه‌های چاپ و حروفچینی، جوشکاری و برش استفاده می‌شود. به‌علاوه از هلیوم به عنوان گاز فعال در لامپ‌های تخلیه گاز استفاده می‌شود. هلیوم رنگ‌هایی طیف سفید تا نارنجی منتشر می‌کند. لامپ‌های تخلیه گاز هلیوم توسط هنرمندان برای روشنایی با اهداف خاص
گاز هلیوم توسط هنرمندان برای روشنایی با اهداف خاص استفاده می‌شود. لیزرهای هلیوم-نئون، لیزرهایی با توان کم و پرتویی قرمز رنگند که کاربردهای عملی متنوعی مانند بارکدخوان و اشاره‌گر لیزری دارند. البته امروزه این لیزرها، تقریباً در سراسر دنیا با لیزر ارزان‌تری با نام لیزر دیودی جایگزین شده‌اند. دیگر کاربردها. هلیوم به دلیل ویژگی واکنش‌ناپذیری و هدایت گرمایی بالا به عنوان گاز محافظ برای رشد کریستال‌های سیلیسیم و ژرمانیوم، در تولید تیتانیوم و زیرکونیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین به دلیل داشتن ویژگی‌های
قرار می‌گیرد. همچنین به دلیل داشتن ویژگی‌های نزدیک به طبیعت گاز ایده‌آل، سرعت بالای صدا در آن و نسبت ظرفیت گرمایی بالا، در تونل باد فراصوتی و "آزمون افزایش ناگهانی آنتالپی" کاربرد دارد. سن سنگ‌ها و ترکیب معدنی حاوی اورانیوم و توریوم را می‌توان با اندازه‌گیری سطح هلیوم با فرایندی موسوم به تاریخ‌گذاری هلیوم تخمین زد. هلیوم یک گاز حامل متداول برای کروماتوگرافی گازی است. کروماتوگرافی اصطلاحی است که برای تکنیک‌های آزمایشگاهی در جداسازی مواد به‌طور گسترده‌ای برای تجزیه و تحلیل کمی و کیفی در فرایندها به کار
برای تجزیه و تحلیل کمی و کیفی در فرایندها به کار می‌رود. هلیوم در ساخت صفحه‌های LCD و در حین پردازش تراشه‌های نیمه‌رسانا به عنوان گاز محافظ، و در هنگام تولید کابل فیبر نوری به عنوان خنک‌کننده کاربرد دارد. استفاده از هلیوم به دلیل ضریب شکست بسیار پایین، اثرات تحریف کننده تغییرات دما در فضای بین لنزها را در بعضی از تلسکوپ‌ها کاهش می‌دهد. این روش به ویژه در تلسکوپ‌های خورشیدی که در آن لوله تلسکوپ خلاء خیلی سنگین است استفاده می‌شود. از آن به عنوان گاز حامل پودر برای پاشش حرارتی و پاشش سرما استفاده می‌شود. پاشش
برای پاشش حرارتی و پاشش سرما استفاده می‌شود. پاشش حرارتی و پاشش سرما که به آن سمپاشی فلزی نیز گفته می‌شود، فرآیندهای پوشش سطحی است که می‌توان طیف وسیعی از فلزات و سرامیک‌ها را با سرعت زیاد بر روی سطح ماده دیگر پاشید تا پوشش‌های فلزی ایجاد شود. هلیوم در آوریل ۲۰۲۰ برای استفاده‌های پزشکی در ایالات متحده برای انسان و حیوانات مورد تأیید قرار گرفت. استنشاق گاز هلیوکس (ترکیبی از گازهای اکسیژن و هلیوم) موجب کاهش مقاومت در مقابل عبور جریان هوا در زمان تنفس می‌شود. اثرات مفید این موضوع در بیماران مبتلا به آسم،
اثرات مفید این موضوع در بیماران مبتلا به آسم، مشکلات حاد تنفسی و برونشیت ملاحظه شده است. همچنین از آن در رآکتور فلورید مایع توریم، پمپ حرارتی ترموآکوستیک، ساخت برخی از هارد دیسک‌ها استفاده می‌شود. ایمنی و احتیاط. تنفس. هلیوم طبیعی در شرایط استاندارد، آسیب‌رسان نیست. مقادیر بسیار اندکی از این ماده در خون انسان پیدا می‌شود. تنفس هلیوم به‌جای اکسیژن، می‌تواند منجر به خفگی شود. سرعت صوت در هلیوم نزدیک به سه برابر سرعت آن در هوا است. از طرفی بسامد پایه طبیعی مجرای پر شده با گاز، با سرعت صوت در آن گاز متناسب
مجرای پر شده با گاز، با سرعت صوت در آن گاز متناسب است؛ بنابراین، هنگامی که فرد گاز هلیوم را تنفس می‌کند، به علت سرعت بیشتر حرکت صدا در گاز هلیوم در مقایسه با هوای معمولی، بسامد تولیدی توسط مجرای صوتی فرد تشدید می‌شود که این خود موجب تقویت فرکانس صدای فرد می‌شود. در صورت استنشاق گازهای سنگین‌تر از هوا مانند هگزا فلوراید گوگرد یا زنون، عکس حالت فوق رخ می‌دهد؛ به‌طوری که از فرکانس صدای فرد به‌خاطر کاهش سرعت صوت در این گازها، کاسته می‌شود. اگرچه این عنصر از نظر شیمیایی بی اثر است، اما آلودگی هلیوم باعث اختلال
شیمیایی بی اثر است، اما آلودگی هلیوم باعث اختلال در عملکرد سامانه میکرو الکترومکانیکی می‌شود. تنفس بیش از حد هلیوم می‌تواند خطرناک باشد؛ زیرا هلیوم یک "آسفیکسی" ساده است و اکسیژن مورد نیاز برای تنفس طبیعی را جابجا می‌کند. در پی غیرعادی شدن تنفس، رسیدن اکسیژن به بدن با دشواریِ بسیار جدی روبه‌رو می‌شود. گزارش‌هایی از مرگ میر بر اثر تنفس هلیوم وجود دارد مثلاً در سال ۲۰۰۳ در ونکوور یک جوان و در سال ۲۰۰۶ در فلوریدای جنوبی دو بزرگسال به همین دلیل مردند. در سال ۱۹۹۸ در ویکتوریا، استرالیا دختری به دلیل تنفس کل
۱۹۹۸ در ویکتوریا، استرالیا دختری به دلیل تنفس کل محتوای یک بادکنک مهمانی حاوی هلیوم بی‌هوش شد و به‌طور موقت دچار کبودی شد. تنفس هلیوم به‌طور مستقیم از سیلندرهای تحت فشار یا حتی شیرهای پر کننده بادکنک بسیار خطرناک است، زیرا سرعت و فشار زیاد جریان می‌تواند منجر به باروتروما و پارگی کشنده بافت ریه شود. مرگ ناشی از هلیوم نادر است. اولین پرونده ثبت شده در رسانه‌ها مربوط به یک دختر ۱۵ ساله و اهل تگزاس بود که در سال ۱۹۹۸ در اثر تنفس هلیوم در مهمانی یکی از دوستانش درگذشت. نوع دقیق مرگ هلیوم مشخص نیست. در ایالات
درگذشت. نوع دقیق مرگ هلیوم مشخص نیست. در ایالات متحده بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۴ مرگ دو نفر گزارش شده است، از جمله مردی که در سال ۲۰۰۲ در کارولینای شمالی در اثر باروتروما درگذشت. در سال ۲۰۰۳ در ونکوور، جوانی دچار آسپیراسیون ریوی شد و یک مرد ۲۷ ساله نیز در استرالیا بعد از تنفس از یک کپسول هلیوم در سال ۲۰۰۰ دچار آمبولی شد. سال ۲۰۱۳ در میشیگان نیز دختری بر اثر هیپوکسی درگذشت. در ۲۸ ژانویه، یکی از اعضای یک گروه موزیک ژاپنی، هنگام ضبط برنامه تلویزیونی پس از تنفس هلیوم در حین ضبط دچار آمبولی هوا شد و به کما رفت.
هلیوم در حین ضبط دچار آمبولی هوا شد و به کما رفت. این حادثه تا یک هفته بعد؛ یعنی ۴ فوریه ۲۰۱۵ علنی نشد. سوختگی و انفجار. موارد ایمنی هلیوم کرایوژنیک مشابه موارد با نیتروژن مایع است. دمای بسیار پایین آن می‌تواند منجر به سوختگی سرما شود و در صورت عدم نصب وسایل فشارسنج، نسبت انبساط مایع به گاز می‌تواند باعث انفجار شود. ظروف گاز هلیوم در دمای ۵ تا ۱۰ کلوین به دلیل انبساط حرارتی سریع و قابل توجه که هنگام گرم شدن گاز هلیوم در کمتر از ۱۰ کلوین به دمای اتاق می‌رسد باید به گونه‌ای به کار گرفته شوند که گویی حاوی
باید به گونه‌ای به کار گرفته شوند که گویی حاوی هلیوم مایع هستند. اوت ۲۰۲۰ یک مخزن هلیوم که درون کیسه زباله خانگی گذاشته شده بود هنگام ورود به دستگاه جمع‌کننده زباله در اثر برخورد منفجر و بقایای مخزن تا ۱۰۰ فوت دورتر از کمپکتور پراکنده شده بود. دیگر. در فشارهای بالا (بیش از حدود ۲۰ اتمسفر یا دو مگاپاسکال)، مخلوطی از هلیوم و اکسیژن (هلیوکس) می‌تواند منجر به سندرم عصبی با فشار بالا، نوعی اثر بی‌حس کننده معکوس شود. اضافه کردن مقدار کمی ازت به مخلوط می‌تواند مشکل را کاهش دهد. در ژوئیه ۲۰۱۲، در دانشگاه نبراسکا،
را کاهش دهد. در ژوئیه ۲۰۱۲، در دانشگاه نبراسکا، یک ابزار تشدید مغناطیسی هسته‌ای ۶۰۰ مگاهرتزی را که برای مطالعه ساختارهای مولکولی استفاده می‌شد به دلیل نشت هلیوم از دست داد. با کاهش مقدار هلیوم و تأمین نشدن مقدار از دست رفته، باقی‌مانده آن ناگهان جوشید و یک آهنربای پیچیده ۵۰۰٬۰۰۰ دلاری به انبوهی از آشغال تبدیل شد. برای دانشمندان شیمی تجزیه که به هلیوم به عنوان گاز حامل کروماتوگرافی گازی و طیف‌سنجی جرمی وابسته هستند، استفاده از هیدروژن و اتخاذ استراتژی‌های حفاظت از هلیوم در حال تبدیل شدن به رویکردهای عملی
حفاظت از هلیوم در حال تبدیل شدن به رویکردهای عملی هستند. پیوند به بیرون. عمومی جزئیات بیشتر گوناگون کمبود هلیوم
"کار جداسازی" یا "سو" (SWU) واحدی است که برای بیان میزان کاری که برای جداسازی دو ایزوتوپ از یک عنصر انجام می‌شود به‌طوری که نسبت یکی از ایزوتوپ‌ها در پایان فرایند بیشتر شود. بعد سو، جرم است و میزان جداسازی که در یک فرایند غنی سازی را گویند؛ که تابعی از غلظت مادهٔ غنی نشده، غنی شده و تفاله است؛ و با واحدهایی متناسب با ورودی کل (انرژی/ زمان عملکرد ماشین) و جرم بیان می‌شود. کار جداسازی همان انرژی نیست؛ و برای یک مقدار مشابه واحد کار بسته به کارایی روش جداسازی انرژی متفاوتی نیاز دارد. واحدهای کار جداسازی:SWU و