Άνοιγμα κυρίου μενού

Αλλαγές

3 bytes προστέθηκαν, πριν από 6 έτη
→‎Παραγωγή και χρήση: ορθογραφική επιμέλεια
== Παραγωγή και χρήση ==
 
Μετά από μια επιχείρηση εξόρυξης [[πετρέλαιο|πετρελαίου]] το [[1903]] στο [[Ντέξτερ]], στο [[Κάνσας]] των [[ΗΠΑ]] εκλύθηκε ένας πίδακας από ένα αέριο που δεν καίγονταν. Ο [[Γεωλογία|γεωλόγος]] της Πολιτείας [[Έρασμους Χάβορθ]] (Erasmus Haworth) συνέλλεξεσυνέλεξε δείγματα αυτού του εκλυόμενου αερίου και τα πήρε μαζί του στο [[Πανεπιστήμιο του ΚάσνσαςΚάνσας]] στο [[Λαβρένς]], όπου με τη βοήθεια των [[Χημεία|χημικών]] [[Χάμιλτον Κάντυ]] (Hamilton Cady) και [[Νταίηβιντ ΜακΦάρλαντ]] (David McFarland), ανακάλυψαν ότι η σύνθεσή του κατ' όγκο ήταν 72% [[άζωτο]], 15% [[μεθάνιο]] (που καιγόταν μόνο με αρκετό καθαρό [[οξυγόνο]]), 1% [[υδρογόνο]] και 12% ένα άγνωστης ταυτότητας αέριο.<ref name="nbb">{{Cite book| author = Emsley, John| title = Nature's Building Blocks| publisher = Oxford University Press| year = 2001| location = Oxford| pages = 175–179| isbn = 0-19-850341-5}}</ref><ref>{{Cite journal|author = McFarland, D. F. |title = Composition of Gas from a Well at Dexter, Kan |volume = 19|pages = 60–62 |year = 1903 |accessdate=2008-07-22 |journal = Transactions of the Kansas Academy of Science |doi = 10.2307/3624173|jstor = 3624173}}</ref>. Μετά από πιο λεπτομερή [[χημική ανάλυση]] διαπίστωσαν ότι αυτό το αέριο αποτελούνταν από ήλιο, σε ποσσοστόποσοστό 1,84%, κατ' όγκο, ως προς το αρχικό δείγμα.<ref>{{cite web|publisher=[[American Chemical Society]]|year=2004|url=http://acswebcontent.acs.org/landmarks/landmarks/helium/helium.html|title=The Discovery of Helium in Natural Gas|accessdate=2008-07-20}}</ref><ref>{{Cite journal|author = Cady, H.P. |coauthors = McFarland, D. F.|title = Helium in Natural Gas |journal = Science |volume = 24 |issue = 611|page = 344 |doi = 10.1126/science.24.611.344 |year = 1906 |pmid = 17772798}}</ref>. Αυτό το περιστατικό έδειξε ότι παρ' όλο που συνολικά το ήλιο είναι σπάνιο στη Γη, υπήρχε σε μεγάλα αποθέματα κάτω από τις [[Αμερικανικές Μεγάλες Πεδιάδες]], διαθέσιμο για εξόρυξη, ως παραπροϊόν του [[φυσικό αέριο|φυσικού αερίου]]<ref>{{Cite journal|author = Cady, H.P.; McFarland, D. F.|title = Helium in Kansas Natural Gas |journal = Transactions of the Kansas Academy of Science |volume = 20 |pages = 80–81 |year = 1906|accessdate=2008-07-20 |doi = 10.2307/3624645|jstor = 3624645}}</ref>. Τα μεγαλύτερα αποθέματα ηλίου βρίσκονταν στο [[ΧιουστονΧιούστον]] και στα γύρω ρου πεδία φυσικού αερίου, στο Νοτιοδυτικό [[Κάνσας]] και σε παραφιάδεςπαραφυάδες τους στο [[Τέξας]] και την [[Οκλαχόμα]].
 
Με αυτόν τον τρόπο οι [[ΗΠΑ]] έγιναν η μεγαλύτερη προμηθεύτρια χώρα ηλίου παγκοσμίως. Ακολουθώντας μια πρόταση του [[Σαρ Ρίτσαρντ Θρέιφαλλ]] (Richard Threlfall), το [[Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ]] ανέλαβε τη χορηγία των μικρών πειραματικών [[εργοστάσιο|εργοστασίων]] ηλίου, κατά τον [[Α΄ Παγκόσμιος Πόλεμος|Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο]]. Ο στόχος ήταν να εφοφιάζειεφοδιάζει τα προπετάσματα [[αερόστατο|αεροστάτων]] με το μη αναφλέξιμο ήλιο, που όμως ήταν κι αυτό ελαφρύτερο από τον [[ατμόσφαιρα|ατμοσφαιρικό αέρα]]. Συνολικά παρήχθηκανπαρήχθησαν 5.700 m<sup>3</sup> ηλίου καθαροτηταςκαθαρότητας 92% από αυτό το πρόγραμμα, αν και προηγουμένως λαμβάνονταπόλαμβάνονταν λγότερολιγότερο από 1 m<sup>3</sup> <ref name=enc>{{Cite book|title= The Encyclopedia of the Chemical Elements |pages =256–268 |author = Clifford A. Hampel |location=New York |isbn = 0-442-15598-0 |year = 1968 |publisher =Van Nostrand Reinhold}}</ref>. ΚαποιεςΚάποιες ποσότητες από αυτό το ήλιο χρησιμοποιήθηλεχρησιμοποιήθηκαν γοαγια να γεμιστεί το πρώτο πσγκοσμίωεπαγκοσμίως [[αερόπλοιο]], το C-7 του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ., που πραγματοποίησε το παρθενικό του ταξείδι από το [[Χάμπτον Ρόαντς]] της [[Βιρτζίνια]] στο [[Μπόλλιγκ Φιελντ]] της [[Πολιτεία ΟυάσινκτονΟυάσινγκτον|Πολιτείας Ουάσιγκτον]], την 1<sup>η</sup> Δεκεμβρίου του [[1921]]<ref>{{Cite book|editor=Emme, Eugene M. comp. |title=Aeronautics and Astronautics: An American Chronology of Science and Technology in the Exploration of Space, 1915–1960 |year=1961 |pages=11–19 |chapter=Aeronautics and Astronautics Chronology, 1920–1924 |chapterurl=http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/Timeline/1920-24.html |publisher=[[NASA]] |location=Washington, D.C. |accessdate=2008-07-20}}</ref>.
 
Παρόλο που η διαδικασία εξόρυξης και απομόνωσης, χρησιμοποιώντας τεχνικές χαμηλής [[θερμοκρασία|θερμοκρασίας]] [[υγροποίηση]] αερίων, δεν είχε αναπτυχθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια του Α΄Παγκοσμίου ΠόλέμουΠολέμου, η παραγωγή του αερίου συνεχίστηκε. Το ήλιο χρησιμοποιήθηκε τότε ως ανυψωτικό αέριο για τα ελαφρύτερα από τον αέρα [[αεροσκάφος|αεροσκάφη]], δηλαδή τα διαφόρων τύπων και χρήσεων αεροστάτων και αεροπλοίωναερόπλοιων. Η ζήτηση του αερίου γι' αυτήν τη χρήση αυξήθηκε επίσης και κατά το [[Β΄ Παγκόσμιος Πόλεμος|Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο]], αλλά άρχησεάρχισε να αυξάνεται η ζήυησήζήτησή του και για προστασία από [[ηλεκτροσυγκόληση|ηλεκτροσυγκόλησης με τόξο]]. Το [[φασματόμετρο μάζας|φασματόμετρο μάζας ηλίου]] ήταν ακόμη ζωτικό για το [[Σχέδιο Μανχάταν|Πρόγραμμα Μανχάταν]], για την ανάπτυξη της [[Ατομική βόμβα|πυρηνικής βόμβας]] από τις ΗΠΑ<ref>{{Cite book|chapter=Leak Detection|author=Hilleret, N.|publisher=[[CERN]]|title=CERN Accelerator School, vacuum technology: proceedings: Scanticon Conference Centre, Snekersten, Denmark, 28 May&nbsp;– 3 June 1999 |editor=S. Turner |location=Geneva, Switzerland|url=http://doc.cern.ch/yellowrep/1999/99-05/p203.pdf |format=PDF| year=1999 |pages=203–212 |quote=At the origin of the helium leak detection method was the Manhattan Project and the unprecedented leak-tightness requirements needed by the uranium enrichment plants. The required sensitivity needed for the leak checking led to the choice of a mass spectrometer designed by Dr. A.O.C. Nier tuned on the helium mass.}}</ref>.
 
Η Κυβέρνηση των ΗΠΑ δημιούργησε το «[[Εθνικό Απόθεμα Ηλίου των ΗΠΑ]]» (National Helium Reserve) το [[1925]] στο [[Αμαρίλο]] του [[Τέξας]] με στόχο να εξασφαλίζει την προμήθεια ηλίου για τα πολεμικά αερόπλοια της χώρας σε περίπτωση [[πόλεμος|πολέμου]] και για τα πολιτικά αερόπλοια, σε κατάσταση ειρήνης<ref name=enc/>. Εξαιτίας του στρατιωτικού [[εμπάργκο]] των ΗΠΑ κατά της [[Γερμανία|Γερμανίας]], η τελευταία είχε έλλειψη σε προμήθειες ηλίου κατά το Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, με αποτέλεσμα το αερόπλοιο [[LZ 129 Χίντενμπουργκ]] να αναγκαστεί να χρησιμοποιήσει [[υδρογόνο]] ως ανυψωτικό αέριο. Η ζήτηση του ηλίου μετά το Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο αποκλιμακώθηκε προσωρινά, αλλά η ύπαρξη του Εθνικού Αποθέματος Ηλίου των ΗΠΑ επεκτάθηκε μέχρι τη δεκαετία του [[1950]], για να εξασφαλίσει, αυτήν τη φορά, την προμήθεια ηλίου για την ψύξη [[πύραυλος|πυραύλων]] που χρησιμοποιούσαν ζεύγος υδρογόνου και οξυγόνου (ως καύσιμο και [[οξειδωτικό]]), κατά τον [[Αγώνας Κατάκτησης του Διαστήματος|Αγώνα Κατάκτησης του Διαστήματος]] και τον [[Ψυχρός πόλεμος|Ψυχρό Πόλεμο]], γενικότερα. Η ζήτηση του ηλίου στις ΗΠΑ το [[1965]] έφτασε το οκταπλάσιο της κορύφωσης της ζήτησής του, κατά την πολεμική περίοδο<ref>{{Cite journal| doi = 10.2307/3627447| author = Williamson, John G.| title = Energy for Kansas| journal = Transactions of the Kansas Academy of Science| volume = 71| issue = 4| pages = 432–438| publisher = Kansas Academy of Science|year =1968| accessdate = 2008-07-27| jstor = 3627447}}</ref>.
 
Μετά την «Τροποποίηση των πράξεων για το ήλιο του 1960» (Helium Acts Amendments of 1960, Public Law 86–777), το [[Γραφείο των ΗΠΑ για τα ορυχεία]] (U.S. Bureau of Mines, ένας [[Δημόσιος Οργανισμός]] των ΗΠΑ) αδειοδότησε την κατασκευή πέντε (5) ιδιωτικών εργοστασίων παραγωγής ηλίου από φυσικό αέριο. Γι' αυτό το πρόγραμμα «διατήρησης του ηλίου», το παραπάνω Γραφείο δημιούργησε ένα δίκτυο σωλήνων μεταφοράς του αερίου, συνολικού μήκους 684 km, από το [[Μπάστον]] του [[Κάνσας]], για να συνδέσει τα παραπάνω αναφερόμενα εργοσάσιαεργοστάσια με το μερικώς εξαντλημένο καρατικόκρατικό πεδίο αερίων στο Κλίφφσάιντ (Cliffside gas field), κοντά σροστο Αμαρίλο του Τέξας. Ένα [[μείγμα]] ηλίου - [[άζωτο|αζώτου]] αποθηκεύθηκεαποθηκεύτηκε εκεί, ως απόθεμα ανάγκης, οπότε το ήλιο θα καθαρίζονταν περισσότερο από το άζωτο<ref>{{Cite journal|journal = Federal Register|date = 2005-10-06|volume = 70|issue = 193|page = 58464|url = http://edocket.access.gpo.gov/2005/pdf/05-20084.pdf|format=PDF| title = Conservation Helium Sale |accessdate=2008-07-20}}</ref>.
 
Μέχρι το [[1995]], συνολικά 1.000.000.000 m<sup>3</sup> του αερίου είχαν συλλεχθεί και αποθεματοποιηθεί, με κόστος 1.400.000.000 $ (ΗΠΑ), οδηγώντας το [[Κογκρέσο των Ηνωμένων Πολιτειών|Κογκρέσσο Κογκρέσο των ΗΠΑ]] το [[1966]] σε ψήφισμα τερματισμού του προγράμματος αποθεματοποίησης<ref name="nbb"/><ref name="stwertka">Stwertka, Albert (1998). ''Guide to the Elements: Revised Edition''. New York; Oxford University Press, p. 24. ISBN 0-19-512708-0</ref>. Το σχετικοσχετικό ψήφισμα ονομάστηκε «Πράξη για την Αποθεματοποίηση του Ηλίου του 1996» (Helium Privatization Act of 1996, Public Law 104–273)<ref>Helium Privatization Act of 1996 {{USPL|104|273}}</ref> δίνοντας εντολή στο [[Υπουργείο Εσωτερικών ΗΠΑ]] (Department of the Interior) να αδειάσει το απόθεμα μέχρι το [[2005]]<ref>{{cite web| url = http://www.nap.edu/openbook/0309070384/html/index.html|title = Executive Summary |publisher = nap.edu |accessdate=2008-07-20}}</ref>.
 
Το ήλιο που παράγονταν μεταξύ του [[1930]] και του [[1945]] ήταν περίπου 98,3% καθαρό ήλιο και το υπόλοιπο άζωτο και ήταν ικανοποιητικό ανυψωτικό για τα αερόπλοια. Από το [[1945]], άρχησεάρχισε να παράγεται μια (σχετικά) μικρή ποσότητα ηλίου με καθαρότητα 99,9%, για τη χρήση προστασίας κατά την ηλεκτροσυγκόλληση με τόξο. Μέχρι το [[1949]], έγιναν διαθέσιμτςδιαθέσιμες για εμπορική χρήση ποσότητες ηλίου «βαθμού καθαρότητας Α», δηλαδή 99,95%<ref>{{Cite book|publisher=Bureau of Mines / Minerals yearbook 1949|year=1951|author=Mullins, P.V.; Goodling, R. M.| title = Helium|pages = 599–602 |url = http://digicoll.library.wisc.edu/cgi-bin/EcoNatRes/EcoNatRes-idx?type=div&did=ECONATRES.MINYB1949.PVMULLINS&isize=text|accessdate=2008-07-20}}</ref>.
 
Για πολλά χρόνια οι ΗΠΑ παρήγαγαν πάνω από το 90% του ηλίου που χρησιμοποιούνταν εμπορικά ασ' ολονόλον τον κόσμο, ενώ άλλες μονάδες παραγωγγήςπαραγωγής, στον [[Καναδάς|Καναδά]], στην [[Πολωνία]], στη [[Ρωσία]] και σε άλλα κράτη παρήγαγαν το υπόλοιπο. Στα μέσα της δεκαετίας του [[1990]], άρχησεάρχισε να λειτουργεί μια νέα μονάδα στο [[Άρζεγ]], στην [[Αλγερία]], παρήγαγε 17.000.000 m<sup>3</sup>, παραγωγή αρκετή να καλύψει τη ζήτηση όλης της [[Ευρώπη|Ευρώπης]] σε ήλιο. Στο μεταξύ, μέχρι το έτος [[2000]], η κατανάλωση ηλίου μέσα στις ΗΠΑ άρχησεάρχισε να αυξάνεται με ρυθμό πάνω από 15.000 τόννους το χρόνο<ref>{{cite web|url=http://minerals.usgs.gov/ds/2005/140/helium-use.pdf|format=PDF| title= Helium End User Statistic|accessdate = 2008-07-12|publisher = U.S. Geological Survey|accessdate=2008-07-20}}</ref>. Στην περίοδο [[2004]]-[[2006]], δημιουργήθηκαν δύο πρόσθετες μονάδες παραγωγής, ένα στο [[Ρας Λάφφεν]], του [[Κατάρ]] και το άλλο στη [[Σκίκντα]] της Αλγερίας. ΄Έτσι, η Αλγερία έγινε η δεύτερη ηλιοπαραγωγός χώρα<ref name="wwsupply">{{Cite journal
|title=Challenges to the Worldwide Supply of Helium in the Next Decade |author=Smith, E.M.; Goodwin, T.W.; Schillinger, J. |journal=Advances in Cryogenic Engineering |volume=A |issue=710 |pages=119–138
|series=49
10.183

επεξεργασίες