Sử dụng khí Heli để tẩy các bồn chứa nhiên liệu tên lửa

Khí Heli – Có thể thay thế hay không?

Nhu cầu helium của người sử dụng cụ thể hoặc một ngành nghề sử dụng sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Nhưng đối với nhiều lĩnh vực, Helium là chất duy nhất phải được sử dụng, bất kể giá cả nào. Tuy nhiên, giá cả đóng vai trò then chốt trong việc phân bổ nguồn cung cấp hạn chế cho những người đặt giá trị cao nhất vào việc sử dụng nó.

Hơn nữa, đối với tất cả người sử dụng helium, các công nghệ bảo tồn và (hoặc) thu hồi helium có thể làm giảm lượng helium tiêu thụ đến 10 lần và người ta hy vọng rằng giá tiếp tục cao sẽ gây ra việc sử dụng giảm, thông qua bảo tồn hoặc, sử dụng các nguyên liệu thay thế khác

Có một số ứng dụng, có thể sử dụng các loại khí khác để thay thế helium, nhưng cũng có những ứng dụng dựa trên các đặc tính độc nhất của helium, và không có lựa chọn thay thế. Các ứng dụng trong thể loại đầu tiên, có thể thay thế helium, được liệt kê như sau.

Những ứng dụng Helium có thể thay thế bằng nguyên liệu khác

Nâng: Đối với những ứng dụng này, mật độ khí thấp là yêu cầu duy nhất, hyđrô đôi khi được thay thế nếu mối quan tâm về an toàn có thể được đáp ứng.

VietXuanGas cung cấp khí Heli để bơm khí cầu
VietXuanGas cung cấp khí Heli để bơm khí cầu

Ứng dụng nổi tiếng nhất và thông dụng nhất của tính chất nâng là bóng bay và khí cầu. Ứng dụng này chắc hoàn toàn không xa lạ gì với các bạn.

Hàn cắt: Ở lĩnh vực này, sử dụng chủ yếu là tính chất trơ của nguyên liệu. Đối với các quy trình như hàn hồ quang vonfram – một quá trình quan trọng đối với các kim loại phản ứng như thép không gỉ, titan, nhôm và các loại khác trong các ứng dụng giá trị cao, độ tin cậy cao. Châu Âu chủ yếu sử dụng argon, trong khi Hoa Kỳ sử dụng hêli.

Các loại khí trơ được sử dụng trong ứng dụng này được coi như là một loại khí chắn. Các bạn có thể xem chi tiết về khí chắn tại đây.

Sản xuất bán dẫn và sợi quang: Trong những ứng dụng này, sử dụng tính dẫn nhiệt cao là đặc tính quan trọng. Thông thường, hydro có thể được dùng để thay thế.

Trong các ứng dụng trên, xét về kinh tế, điều kiện thị trường, tính sẵn có, an toàn, và luật pháp có thể ảnh hưởng đến sự lựa chọn giữa khí heli và các loại khí khác.

Nhưng cũng có các ứng dụng khác đòi hỏi tính chất độc đáo của helium, thường dựa vào điểm sôi cực thấp của helium lỏng để đạt được kết quả mong muốn. Các ứng dụng này không thể tìm được nguyên liệu thay thế khác.

Những ứng dụng sử dụng Helium mà không thể thay thế bằng các nguyên liệu khác.

Sử dụng khí Heli để tẩy các bồn chứa nhiên liệu tên lửa
Sử dụng khí Heli để tẩy các bồn chứa nhiên liệu tên lửa

Làm sạch hệ thống. Ở đây, các thực thể như Cục Quản lý Hàng không và Không gian Hoa kỳ (NASA) và Bộ Quốc phòng Hoa kỳ (DOD) phải tẩy các thùng nhiên liệu lỏng (LH2) và oxy lỏng (LOx) hoặc Hệ thống có thể ở nhiệt độ không khí trong lành hoặc lạnh hơn . Mặc dù khí hydro có thể có các đặc tính vật lý đúng đắn để sử dụng trong các hệ thống LOx, phản ứng với oxy của nó ngăn cản việc sử dụng nó. Nitơ không phải là mong muốn vì nitơ có thể gây ô nhiễm LOx. Trong môi trường LH2, tất cả các loại khí khác không phải là helium và hydro sẽ đóng băng, làm tắc nghẽn dòng nhiên liệu và hệ thống và làm cho các động cơ tên lửa không hoạt động.

Tính siêu dẫn. Một trong những cách sử dụng này là trong nam châm siêu dẫn mà tất cả các máy chụp MRI đều sử dụng. Các vật liệu hiện tại và công nghệ chỉ ra rằng chỉ có hêli mới có thể hoạt động như chất làm lạnh quan trọng.

Nghiên cứu cơ bản. Ở đây, không có chất nào khác có thể được sử dụng làm chất làm lạnh để đạt được nhiệt độ từ 4,2 K trên độ không tuyệt đối xuống đến millikelvin (hàng nghìn kelvin). Trường hợp này được gọi là helium siêu lỏng. Bạn có thể xem thêm tại đây.