Hayatımız, son derece hafif ve tepkisiz bir gaz olan helyuma şaşırtıcı derecede bağlıdır. Ancak bu önemli kaynağın tedariği aslında oldukça kırılgandır.
Helyum denince çoğumuzun aklına önce parti balonları gelir. Havada süzülen bu balonlar patladığında içindeki helyum atmosfere karışır, yükselir ve en sonunda uzaya kaçar. Bir kere gitti mi, onu geri getirmek mümkün değildir. Bu özelliği, helyumu hem özel hem de sorunlu bir gaz haline getirir.
Helyum evrende en hafif ikinci ve en bol ikinci elementtir. Ancak Dünya’da son derece nadirdir. Bunun iki temel nedeni vardır. Birincisi, helyum inert bir gazdır; yani kimyasal reaksiyonlarda başka elementlerle kolayca bağ kurmaz. İkincisi ise çok hafiftir, bu yüzden hızla yükselip Dünya’nın çekiminden kurtularak uzaya kaçar. Bu iki özellik birleşince, helyumu elde tutmak oldukça zordur.
Helyum Gazı Neden Önemlidir?
İlginç bir şekilde, helyumun Dünya’da varlığı 1895 yılına kadar bilinmiyordu. Bilim insanları onu ilk kez Güneş’in tayfında fark etmişlerdi, bu yüzden adı Yunan güneş tanrısı Helios’tan gelir. Ancak İngiliz kimyager William Ramsay uranyum cevherinden helyumu izole ettiğinde, bu “güneş elementi”nin Dünya’da da, ama çok az miktarda bulunduğu ortaya çıktı.
Başlarda bu keşif pek önemsenmedi. Ancak I. Dünya Savaşı sırasında durum değişti. ABD, helyumun hava gemilerinde hidrojen yerine daha güvenli bir alternatif olabileceğini fark etti. Çünkü hidrojen son derece yanıcıdır; küçük bir kıvılcım bile tüm hava gemisini alevler içinde bırakabilir.
Görselde, ABD Donanmasına ait zeplin Akron, 1931’de uçuyor. Bu zeplin, iki yıl sonra, kötü hava koşullarından dolayı düşerek 73 kişinin ölümüne neden olmuştu.
Helyum ise yanmazdı. Bu gerçek adeta bir dönüm noktası oldu. II. Dünya Savaşı’na gelindiğinde ise helyum artık askeri açıdan vazgeçilmez bir kaynak haline gelmişti; roket yakıt sistemlerinde ve nükleer reaktörlerin soğutulmasında kullanılıyordu.
20. yüzyılın başlarında Kansas’ta sondaj yapan işçiler, zengin bir doğal gaz yatağına ulaştılar. Fakat bu gaz yanmıyordu. Bilim insanları gazı analiz ettiğinde içinde alışılmadık derecede yüksek oranda helyum bulunduğunu keşfettiler.
Böylece yeni bir gerçek ortaya çıktı: Helyum sadece gökyüzünde ya da egzotik minerallerde değil, yerin altında doğal gazın içinde hapsolmuş haldeydi. Bundan sonra ABD hızlı bir şekilde bu kaynağı geliştirdi. Teksas’taki Helium Reserve sayesinde neredeyse bir asır boyunca dünya helyum üretimine hakim oldu.
Günümüzde Helyum Gazı Ne İşe Yarıyor?
Günümüzde helyumun kullanım alanları son derece geniş ve kritik. Örneğin sağlık sektöründe, MRI cihazlarının süperiletken mıknatıslarını soğutmak için sıvı helyum gerekir. Kuantum bilgisayarlar, mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara ulaşmak için helyuma ihtiyaç duyar. Yarı iletken endüstrisinde ise plazma aşındırma, soğutma ve kirleticilerin temizlenmesi gibi işlemler için kullanılır.
Uzay endüstrisi de helyuma bağımlıdır: Roketler yakıt tanklarını basınçlandırmak için helyum kullanır, uyduların hassas enstrümanları ise soğutma için ona ihtiyaç duyar. Ayrıca derin deniz dalgıçları, yüksek basınç altında nefes almak için %80 helyum ve %20 oksijenden oluşan bir karışım kullanır.mVe evet, süpermarket kasalarındaki barkod okuyucular da helyum-neon gaz lazerleri olmadan çalışmaz. Kısacası helyum her yerde. Ama sorun şu ki, rezervlerimiz sınırlı ve hızla tükeniyor.
Sıvı helyum , neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutulduğunda tuhaf özellikler kazanır ve sürtünmesiz akan bir süperakışkan haline gelir .
Süperakışkan helyum, İsviçre ve Fransa sınırındaki CERN’de yürütülen Büyük Hadron Çarpıştırıcısı deneyinde kullanılan büyük ölçekli süperiletkenler için hayati bir rol oynar.
Birincisi, helyum yenilenemez bir kaynaktır. Bir kez çıkarılıp kullanıldığında eninde sonunda atmosfere karışır ve uzaya kaçar. Yapay olarak üretmek mümkün değildir. İkincisi, arzı çok sınırlı bölgelere bağımlıdır. ABD, Katar ve Cezayir helyumun büyük kısmını kontrol eder. Ancak ABD’nin rezervleri azalıyor ve jeopolitik gerilimler tedarik zincirlerini tehdit ediyor. Bu da ciddi bir darboğaza yol açıyor.
Helyum Gazı İle İlgili Sorun Nedir?
Üstelik helyuma olan talep hızla artıyor. 2006’dan beri helyum arzı sürekli olarak yetersiz kalıyor. En son uzun süreli kıtlık Ocak 2022’de başladı ve ertesi yıl azaldı. Ancak üreticiler talebi karşılamakta zorlandığı için helyum arzı istikrarsızlığını sürdürüyor.
Uzmanlar bu talebin daha da artmasını bekliyor. Bazı analistler, helyumun yarı iletken üretimi, elektrikli araç bataryaları ve havacılık uygulamalarındaki önemli rolleri nedeniyle 2035 yılına kadar talebin iki katına çıkacağını öngörüyor.
Üstelik bu endişe yalnızca yüksek teknoloji endüstrileriyle sınırlı kalmıyor. Helyum kıtlığı, hava durumu tahminleri gibi temel hizmetleri bile tehdit ediyor. Hava balonları sıcaklık, rüzgar ve nem verilerini toplayan özel sensörler taşır ve helyuma bağımlıdır.
ABD Ulusal Hava Servisi de helyum sıkıntısı yüzünden balon uçuşlarını azaltmaya başladı. Bu durum tahminlerin doğruluğunu düşürebilir ve şiddetli hava olayları öncesinde verilen uyarı süresini kısaltabilir.
Sonuç Olarak;
Sadece iki helyum kaynağı bulunur: Güneşimiz de dahil olmak üzere yıldızların içindeki yüksek enerjili nükleer füzyon reaksiyonları ve Dünya kabuğundaki yavaşça bozunan radyoaktif elementler. Günümüz teknolojisiyle helyumu yapay olarak üretemiyoruz, bu da onu esasen sınırlı bir kaynak haline getiriyor. Helyumu genellikle doğal gazla birlikte yeraltına açılan derin kuyulardan çıkarırız, ancak şu anda dünya çapında bunu yapan yalnızca birkaç şirket var.
Bu arada ülkeler de önlem alıyor. Bazı ülkeler helyumu stratejik rezervlerde depoluyor. Diğerleri özellikle MRI cihazları ve tıbbi uygulamalarda helyumu geri dönüştürmeye yatırım yapıyor. Araştırmacılar da mümkün olan yerlerde alternatif gazları test ediyor.
Ama gerçek şu: Yeni kaynaklar devreye girene ve geri dönüşüm yaygınlaşana kadar helyumu gerçekten değerli bir kaynak gibi kullanmalıyız. Çünkü bir kez kaybettiğimizde onu geri getirmenin bir yolu yok.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- The world keeps running out of helium. There is now a race to prepare for the next shortage. Yayınlanma tarihi: 1 Nisan 2025. Kaynak site: BBC. Bağlantı: The world keeps running out of helium. There is now a race to prepare for the next shortage
- Why The Global Helium Shortage May Be The World’s Next Medical Crisis. yayınlanma tarihi: 10 Kasım 2022; Bağlantı: https://www.forbes.com/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
