Helium – Eine faszinierende Geschichte von schwebendem Helium und industrieller Kühlung!

Helium, das zweitleichteste Element im Periodensystem, ist ein Edelgas mit der Ordnungszahl 2. Es wurde erstmals 1868 durch den französischen Astronomen Pierre Janssen während einer Sonnenfinsternis entdeckt.

Das Besondere an Helium? Es ist chemisch extrem inert, d.h. es reagiert kaum mit anderen Elementen. Das macht es zu einem idealen Füllgas für Ballons und Luftschiffe – wer träumt nicht davon, in einem Helikopterschiff über die Wolken zu schweben? Doch die Anwendungen von Helium gehen weit über das bloße Aufsteigen hinaus!

Eigenschaften und Einsatzgebiete von Helium

Helium ist farblos, geruchlos und geschmacklos. Es besitzt eine extrem niedrige Dichte, was es zum idealen Auftriebsmittel macht. Darüber hinaus weist Helium einen sehr niedrigen Siedepunkt auf (-268,9 °C). Diese Eigenschaft macht es zu einem unverzichtbaren Kühlmittel für supraleitende Magnete in Kernspintomographen (MRI) und anderen wissenschaftlichen Geräten.

Doch Helium ist mehr als nur ein Aufsteiger und Kühler. Hier eine Übersicht seiner vielfältigen Einsatzgebiete:

• Ballonfüllung: Die wohl bekannteste Anwendung von Helium ist die Füllung von Ballons und Luftschiffen, da es leichter als Luft ist und somit für Auftrieb sorgt.
• Kryogenik: Helium wird in der Kryotechnik zur Kühlung von Objekten auf extrem niedrige Temperaturen eingesetzt.

Beispielsweise werden supraleitende Magnete, die in MRT-Geräten und Teilchenbeschleunigern verwendet werden, mit flüssigem Helium gekühlt.

• Leak Detection: Aufgrund seiner kleinen Molekülgröße kann Helium selbst kleinste Lecks in Rohrsystemen und anderen Apparaten aufspüren.

Dies ist besonders wichtig für kritische Anlagen wie Kernkraftwerke oder Chemiefabriken.

• Schweißtechnik: Helium wird als Schutzeinheitsgas beim Tungsten-Inertgas-Schweißen (TIG) eingesetzt, um eine saubere und qualitativ hochwertige Schweißnaht zu gewährleisten.

Die Gewinnung von Helium – eine Herausforderung der Geologie

Helium ist ein seltenes Element, das auf der Erde in natürlichen Gasvorkommen vorkommt. Es entsteht durch den radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium im Erdinneren. Da Helium leicht in die Atmosphäre entweicht, muss es aus den Erdgaslagern gewonnen werden.

Die Gewinnung von Helium erfolgt in mehreren Schritten:

1. Gewinnung von Erdgas: Zunächst wird natürliches Erdgas gefördert.
2. Trennung der Gase: Das Erdgas wird dann auf kryogene Weise getrennt, wobei das Helium aufgrund seiner niedrigen Siedetemperatur vom anderen Gas abgetrennt wird.
3. Reinigung und Aufbereitung: Das gewonnene Helium wird anschließend gereinigt und auf die gewünschte Reinheitsstufe aufbereitet.

Die Zukunft von Helium – ein wertvolles Gut mit begrenzter Verfügbarkeit

Helium ist ein wertvoller Rohstoff, dessen Nutzung aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften stetig wächst. Allerdings sind die Reserven begrenzt, was zu steigenden Preisen geführt hat.

Die Forschung arbeitet deshalb an alternativen Kühlmethoden für supraleitende Magnete, um den Bedarf an Helium in Zukunft zu reduzieren. Auch die Wiedergewinnung von Helium aus Abgasen industrieller Prozesse wird zunehmend wichtig.

Fazit: Helium – ein faszinierendes Element mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten.

Helium ist ein beeindruckendes Edelgas mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Seine Fähigkeit, Gegenstände schweben zu lassen, und seine herausragende Kühlleistung machen es zu einem unverzichtbaren Werkstoff in vielen Bereichen.

Doch die begrenzte Verfügbarkeit von Helium erfordert einen verantwortungsvollen Umgang mit diesem wertvollen Rohstoff. Die Forschung nach Alternativen wird zukünftig eine wichtige Rolle spielen, um die Versorgung mit Helium langfristig zu sichern.