Chúng ta sắp hết khí Heli và ảnh hưởng là không nhỏ

Chúng ta sắp hết khí Heli , tác động là không nhỏ


Phan Anh •Chủ nhật, 02/09/2018


Chia sẻ FBChia sẻ TwitterBình luậnNhắc đến khí Heli có lẽ người ta sẽ nghĩ ngay đến bóng bay và nguy cơ biến giọng nói thành the thé như vịt Donald nếu bạn hít phải. Nhưng ngoài việc giải trí ra thì loại khí này còn đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế kỷ 21, và mọi người cần có chiến lược bảo tồn tốt hơn bởi nguồn khí Heli đang sắp cạn kiệt.(ảnh: Adi Goldstein/Unsplash)Heli chính là các loại khí hiếm được phát hiện lần đầu tiên vào ngày 18/8/1868, tức khoảng 150 năm trước bởi nhà thiên văn học người Pháp Jules Janssen trong khi ông quan sát nhật thực toàn phần. Ông đã đặt tên cho Heli theo nguồn gốc phát hiện của nó – Helios, nghĩa chính là mặt trời trong tiếng Hy Lạp. Tại thời điểm đó, không có khí Heli nào đã được phát hiện ở trên Trái Đất.Kể từ đó, chúng ta đã đạt đã được rất nhiều thành tựu khoa học xung quanh Heli như: các dụng cụ phân tích hiện đại đến từ y học cho đến vật lý thiên văn, thậm chí cả điện thoại di động sẽ chưa thể tạo ra được nếu thiếu Heli trong quá trình sản xuất.


Nguồn cung của Heli ở trên Trái đất chính là khá hữu hạn


Một vài năm trước đây, các báo cáo về tình trạng thiếu hụt Heli đã xuất hiện; trong năm nay cũng có các báo cáo thường niên nhắc đến những tránh trong nguồn cung toàn cầu. Vậy mọi người có cần phải quan tâm tới vấn đề này hay không?Heli là chất khí hình thành ngay sau vụ nổ Big Bang vào nhiều tỷ năm trước đây. Nó chính là các loại khí nhẹ thứ hai , và cũng chính là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vũ trụ, sau khí hydro.Khí Heli chưa có nhiều trên Trái Đất. Sự thật chính là hạt nhân Heli quá nhẹ nên trọng lực của Trái Đất chưa thể giữ nó được. Một khi Heli đi vào bầu khí quyển của chúng ta, nó cũng sẽ thoát ra ngoài không gian vũ trụ, biến mất khỏi Trái Đất , và cuốn đi theo gió mặt trời.>> Thụy Điển cạn kiệt nguồn rác, phải nhập khẩu từ các nước láng giềng (video)Cho dù thường xuyên mất Heli trên Trái Đất, trữ lượng Heli vẫn khá dồi dào cho tới gần đây. Hầu hết lượng dự trữ Heli chúng ta có ở trên Trái Đất được hình thành theo một cách khác so với trong vụ nổ Big Bang.Các nguyên tố phóng xạ, như uranium , thori, phân rã thành các mảnh hoặc hạt nhỏ hơn, bao gồm các hạt alpha rất nhiều nhỏ. Các hạt này là các nguyên tử Heli đã mất hết electron, có năng lượng và điện tích cao. Chúng ta gọi đây là phân rã của phân hạch các nguyên tố phóng xạ vì phân tử phân tách ra thành nhiều hạt con mới , và năng lượng được giải phóng.Sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ này bổ sung thêm Heli bị mất vào bầu khí quyển. Nó bị giữ lại trong các khoáng chất khác nhau và đọng lại trong các túi chứa khí lớn được hình thành thiên nhiên mà con người có thể khai thác, chẳng hạn như Khu bảo tồn Heli quốc gia của Hoa Kỳ tại Texas. Tuy nhiên, quy trình thiên nhiên này phải mất đến hàng ngàn năm mới có thể tạo ra lượng Heli có giá trị thương mại.Bộ phận thực hiện giàu Heli tại một nhà máy ở Amarillo, Texas. (ảnh qua Inverse.com)


Tại sao chúng ta cần khí Heli?


Với nguyên tử gồm hai proton , hai nơtron, Heli chính là một nguyên tố rất ổn định. Về mặt hóa học, Heli là khí trơ, chưa cháy, chưa gây độc, sôi ở nhiệt độ -268 độ C (4,2 độ K), gần tới nhiệt độ thấp số 1 có thể trong vũ trụ. Không có nguyên tố nào khác có thể tồn tại ở thể lỏng tại khoảng nhiệt độ này. Quả thật, ở thời điểm hiện tại, chưa có vật liệu nào mang các đặc tính độc đáo như Heli.Đối với nhiều ứng dụng trong công nghiệp, Heli tương đối rẻ , và hiện chưa có biện pháp thay thế. Nó rất nhiều quan trọng trong công nghệ vũ trụ , và quốc phòng, sản xuất sản phẩm công nghệ cao, thử nghiệm động cơ tên lửa, việc hàn, lặn dưới nước, nam châm trong máy gia tốc hạt, sản xuất cáp quang và chip bán dẫn trong điện thoại di động của chúng ta.>> Bộ phim tài liệu mới cho thấy mặt tối của chiếc Iphone triệu người mêTuy nhiên, nơi sử dụng Heli nhiều nhất lại là lĩnh vực chụp quét trong y tế, đặc biệt là chụp cộng hưởng đến từ (MRI) , lĩnh vực phân tích các vật liệu cao cấp bằng từ trường cực mạnh để gây nên cộng hưởng đến từ hạt nhân (NMR), sử dụng phép đo quang phổ. Những trường đó sẽ không thể tạo ra nếu thiếu điểm sôi vô cùng thấp của Heli lỏng.Các thiết bị chụp cộng hưởng đến từ cơ thể con người như MRI , NMR, sử dụng các vật liệu siêu dẫn ổn định ở -268 độ C. Vì sao lại cần tới vật liệu siêu dẫn? Bởi vì hầu như các vật liệu đều kháng lại dòng chuyển động của electron, tức dòng điện đi qua chúng, , điều này chính là một vấn đề đối với việc chế tạo nam châm.Nhưng các chất siêu dẫn gần như không có điện trở , có nguy cơ gây nên đến từ trường khổng lồ, cho phép chụp ảnh trong lĩnh vực y tế với độ phân giải cao. Tuy nhiên, để có thể vận hành một cách chính xác, chất siêu dẫn phải được giữ ở nhiệt độ cực thấp – , và cần phải dùng tới khí Heli lỏng.Máy chụp MRI có vai trò quan trọng trong Tây y, và chỉ có thể vận hành nhờ Heli lỏng bên trong giúp cho làm lạnh các chất siêu dẫn, gây ra từ trường cực mạnh. (ảnh: unsplash)Tất cả các thiết bị , ứng dụng trên đều sẽ tê liệt nếu mọi người hết khí Heli.May thay, chúng ta đang quản lý ngày một tốt hơn phần dự trữ còn lại , người ta vẫn luôn tìm ra thêm các nguồn dự trữ mới cũng như học cách tái chế khí Heli.Chúng ta cũng đã bắt đầu nắm bắt được cách thức tạo ra vật liệu siêu dẫn với nhiệt độ cao hơn, dễ tiếp cận hơn. Dĩ nhiên, việc này đòi hỏi khá nhiều thời gian , và tiền bạc. Tuy nhiên, các hoạt động tái chế lại tiêu tốn rất nhiều năng lượng , và than đốt.Cho đến khi tìm đã được một biện pháp toàn diện hơn, có lẽ bạn cũng sẽ cân nhắc và suy nghĩ khác đi khi nhìn những quả bóng bay chứa đầy khí Heli quý giá bay lên bầu trời…Theo Inverse.comPhan Anh.


bảo vệ môi trườngcông nghệ chụp quétkhí helitài nguyên


2018-09-02