Bir sabah uyandığınızda annenizin geveleyerek konuştuğunu, kelimelerinizi anlamakta güçlük çektiğini ve vücudunun bir tarafında güçsüzlük ve uyuşukluk olduğunu gördüğünüzü hayal edin. Bu elbette kötü bir senaryo ve umarız kimsenin başına gelmez. Ancak bu fark ettikleriniz inmenin ana belirtileri olduğu için ilk yapacağınız şey muhtemelen annenizi bir acil servise götürmek olacaktır.
Ancak hastaneye gittiğiniz zaman doktorlar MRI (Manyetik Rezonans Görüntüleme) makinesinin çalışmadığını ve bu nedenle gerekli tanıyı koymayacaklarını söylerler ise bu durum sizi dehşete düşürebilir. Makinenin çalışmamasının ana nedeni makinenin çalışması için binlerce litre sıvı helyuma ihtiyaç duyması ancak dünyada da helyum gazının giderek azalmasıdır.
Helyum üretimindeki azalma nedeniyle hastalar, önemli teşhisler koymak ve ciddi hastalık ve rahatsızlıkların tedavisine rehberlik etmek için gerekli olan MRG çalışmalarından vazgeçme riskiyle karşı karşıyadır.
Helyum Gazı Nedir?
İnsanların bildiği en garip elementlerden biri kuşkusuz helyumdur. Sesinizin gıcırtılı çıkmasına sebep olan ve balonları uçurmamızı sağlayan helyum gazıdır. Ama hepsi bu kadar değildir. Helyumun ilginç bir yanı da yıldızların sımsıcak kalplerinde doğmasına rağmen Dünya’daki en soğuk şey olabilmesidir.
18 Ağustos 1868’de araştırmacılar teleskoplarını güneş tutulmasına çevirerek o zamanlar bilinmeyen helyum adlı bir element keşfettiler. Bu gazı ancak 1920’lerde bir laboratuvarda izole edebildik. O zamandan beri de helyum hakkında epey şey öğrendik.
Helyumu gazdan sıvıya dönüştürmek için onu -268,9 derece olan kaynama noktasının altına kadar soğutmak gerekiyor. Helyum en çok mevcut olan ikinci elementtir. Aslında evrendeki her on atomdan biri helyumdur. Bu kadar yaygın olmasına rağmen bu gazı geçen yüzyılda keşfetmiş olmamız da aslında şaşırtıcı bir durumdur. Bu biraz da gazın hafifliği ve kimyasal olarak tepkisiz olması ile alakalıdır.
Helyum, evrendeki en yaygın ikinci elementtir, ancak Dünya’da nispeten nadirdir. Dünyadaki helyum o kadar azdır ki atmosferin sadece % 0,0005’ini doldurmaktadır. Aslında onun anavatanı uzaydır.
Helyum Gazı Dünyada Nasıl Oluşur?
Helyum, yalnızca doğal gaz çıkarmanın bir yan ürünü olarak çıkarılır. Dünya’da helyum gazı, uranyum ve toryum gibi elementlerin doğal radyoaktif bozunmasıyla yeraltının derinliklerinde oluşur. Daha sonra yerkabuğunda bulunan çatlaklardan dünyaya sızar. Ancak diğer elementlerle kolayca birleşmez.
Helyum, herhangi bir element arasında en küçük atomik yarıçapa sahiptir, bu nedenle kayaların içindeki en küçük gözeneklerden geçerek yukarı doğru hareket etmesi çok kolaydır. Böylece helyum yüzeye ulaştığında, Dünya’nın yerçekiminden kolayca kaçar ve geri dönüşümü mümkün değildir.
Helyum, doğal gaz olmadan da birikir. Ancak özellikle depolaması çok zor olduğu için onu çıkarmak ekonomik açıdan pek mantıklı değildir. Depolamak ve taşımak için önce -270 derece Santigrat sıcaklığa soğutulması gerekir, bu da onu gezegendeki en soğuk madde yapar. Ancak bu durumda bile buharlaşma devam edeceği için depolamak yine de avantaj sağlamaz.
Savaş ve Helyum
Görselde, ABD Donanmasına ait zeplin Akron, 1931’de uçuyor. Bu zeplin, iki yıl sonra, kötü hava koşullarından dolayı düşerek 73 kişinin ölümüne neden olmuştu.
Birinci Dünya Savaşı sırasında, havacılık henüz emekleme aşamasındaydı. Bu dönemde zeplinler son teknoloji savaş silahlarıydı. Ancak zeplinlerin tehlikeli bir özelliği vardı: Oldukça yanıcı hidrojenle doldurulmuşlardı.
Bu esnada, Kansas gibi yerlerde doğal gaz alanlarında büyük helyum yatakları keşfedildi. Helyum gazı yanıcı bir gaz değildi ve zeplinlerde kullanmak için ideal özelliklere sahipti. Ancak helyum savaş sona ermeden önce kullanılmadı.
ABD savaştan sonra dünyanın helyum tedarikini kontrol etmeye devam etti. 1995’te ABD bir milyar metreküp helyum topladı. Ancak Kongre, rezerv borçlu olduğu için 1996 yılında rezervi aşamalı olarak kaldırmaya başladı. ABD hala dünyanın en büyük helyum üreticisi olması kimliğini sürdürüyor.
Teksas’taki eski bir gaz sahası, yaklaşık 3 milyar uçan balona yetecek kadar helyum barındırıyor. Ancak ABD 2023’te stokların tükeneceğini tahmin ediyor.
Helyum, Ay’a Ayak Basmamız İçin de Gerekliydi.
Bir roket temelde iki çok büyük tanktan oluşur. Bir tankta yakıt, diğerinde ise oksitleyici, genellikle oksijen bulunur. Yakıt ve oksitleyici tanklardan dışarı akarken, arkalarında bir vakum bırakırlar. Bu vakum yakıtın akmasını durdurabilir.
Çözüm, yakıtı dışarı itmek için başka bir gaz enjekte etmektir. Bu gaz hafif olmalıdır. Aynı zamanda fazla yer kaplamamalı ve tepkimeye girmemeli dolayısıyla yakıtla karışmamalıdır. Helyum gazı tüm bunlar için mükemmel bir adaydır. Apollo astronotlarını uzaya taşıyan dev Saturn V roketlerinde helyum gazı kullanılmıştır.
Günümüzde Helyum Gazı Ne İşe yarıyor?
Helyum günümüzde de eğlence sektörünün dışında, geçmiş yüzyıldan farklı özellikleri nedeniyle, talep görmektedir. Bu talep helyumun çok düşük sıcaklıklarda sıvı kalabilmesi ile ilgilidir. Aslında helyumun en bilinen özelliği, başka her şeyden daha etkili bir soğutucu olmasıdır. Kaynama sıcaklığı -269 °C kadardır. Bu mutlak sıfıra çok yakındır. ( Detaylar için: Mutlak Sıfır Nedir? Mutlak Sıfıra Ulaşmak Neden Mümkün Değildir?)
Bu nedenle sıvı helyumu pek çok şeyi soğutmak için kullanıyoruz. Aslında helyum hiçbir zaman katı hale geçmeyen yegâne maddedir. Yazının başında da aktardığımız gibi sağlık sektöründe yaygın biçimde kullanılır.
Ayrıca LCD ekranlarda, fiber optik teknolojisinde, roketlerin yakıt tanklarında ve kuantum bilgisayarlarda da helyum gazını kullanıyoruz. CERN’de ve diğer parçacık çarpıştırıcılarında da helyum, soğutucu olarak kullanılıyor. Helyum dolu meteoroloji balonları her gün Dünya’nın üst atmosferine girip bizim için bilgi topluyor.
Sonuç Olarak;
2017’de bir düzine helyum balonunu doldurmanın maliyeti yaklaşık 12 $ kadardı. Ancak günümüzde bu maliyet hızla artıyor. Helyum fiyatlarındaki sürekli dalgalanma, araştırmacıları gazı nasıl kullandıklarını yeniden düşünmeye zorluyor. Araştırmacılar bu nedenden dolayı, çeşitli önemli alanlardaki araştırmaların azalacağından veya hatta terk edileceğinden endişe duyuyor.
Bir dönem arz boşluğunu doldurmak için Rusya devreye girse de bu süreç de sekteye uğradı. Dünyada şu anda farklı sektörler el birliği ile Helyum krizi ile başa çıkmak için stratejiler geliştiriyorlar. Sonucunda sevdiklerinizin geleceği buna bağlı olabilir.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- The World Is Constantly Running Out Of Helium. Here’s Why It Matters; Yayınlanma tarihi: 8 Kasım 2019; Bağlantı: https://www.npr.org
- Helium Shortage! What If We Ran Out of Helium? Bağlantı: https://science.howstuffworks.com
- 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, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de 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 veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
