ሂሊየም ሄ እና አቶሚክ ቁጥር 2 የሚል ምልክት ያለው የኬሚካል ንጥረ ነገር ነው። ብርቅዬ የከባቢ አየር ጋዝ ነው፣ ቀለም የሌለው፣ ጣዕም የሌለው፣ ጣዕም የሌለው፣ መርዛማ ያልሆነ፣ የማይቀጣጠል፣ በውሃ ውስጥ በትንሹ የሚሟሟ ብቻ ነው። በከባቢ አየር ውስጥ ያለው የሂሊየም ክምችት በድምጽ መቶኛ 5.24 x 10-4 ነው። ከማንኛውም ንጥረ ነገር ዝቅተኛው የፈላ እና የመቅለጥ ነጥቦች አሉት፣ እና እጅግ በጣም ቀዝቃዛ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ካልሆነ በስተቀር እንደ ጋዝ ብቻ ይኖራል።

ሂሊየም በዋናነት እንደ ጋዝ ወይም ፈሳሽ ሂሊየም የሚጓጓዝ ሲሆን በኑክሌር ሪአክተሮች፣ ሴሚኮንዳክተሮች፣ ሌዘሮች፣ የመብራት አምፖሎች፣ ሱፐርኮንዳክቲቭ፣ መሳሪያዎች፣ ሴሚኮንዳክተሮች እና ፋይበር ኦፕቲክስ፣ ክሪዮጀኒክ፣ ኤምአርአይ እና የምርምር እና ልማት ላብራቶሪ ምርምር ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ቀዝቃዛ ምንጭ

ሂሊየም ለክሪዮጂኒክ የማቀዝቀዣ ምንጮች እንደ ክሊዮጂኒክ ማቀዝቀዣ ሆኖ ያገለግላል፤ ለምሳሌ ማግኔቲክ ሬዞናንስ ኢሜጂንግ (ኤምአርአይ)፣ ኒውክሊየር ማግኔቲክ ሬዞናንስ (NMR) ስፔክትሮስኮፒ፣ ሱፐርኮንዳክቲንግ ኳንተም ቅንጣት አክስሌተር፣ ትልቁ የሃድሮን ኮሊደር፣ ኢንተርፌሮሜትር (SQUID)፣ ኤሌክትሮን ስፒን ሬዞናንስ (ESR) እና ሱፐርኮንዳክቲንግ ማግኔቲክ ኢነርጂ ማከማቻ (SMES)፣ MHD ሱፐርኮንዳክቲንግ ጀነሬተሮች፣ ሱፐርኮንዳክቲንግ ሴንሰር፣ የኃይል ማስተላለፊያ፣ ማግሌቭ ትራንስፖርት፣ የጅምላ ስፔክትሮሜትር፣ ሱፐርኮንዳክቲንግ ማግኔት፣ ጠንካራ ማግኔቲክ ፊልድ ሴፓራተሮች፣ ለፉዩዥን ሪአክተሮች እና ለሌሎች ክሪዮጂኒክ ምርምር አኑላር ፊልድ ሱፐርኮንዳክቲንግ ማግኔቶች። ሂሊየም ክሪዮጂኒክ ሱፐርኮንዳክቲንግ ቁሳቁሶችን እና ማግኔቶችን ወደ ፍፁም ዜሮ ያቀዘቅዛል፣ በዚህ ጊዜ የሱፐርኮንዳክተር ተቃውሞ በድንገት ወደ ዜሮ ይወርዳል። የሱፐርኮንዳክተር በጣም ዝቅተኛ ተቃውሞ የበለጠ ኃይለኛ መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራል። በሆስፒታሎች ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውሉ የኤምአርአይ መሳሪያዎች ሁኔታ፣ ጠንካራ መግነጢሳዊ መስኮች በራዲዮግራፊክ ምስሎች ውስጥ የበለጠ ዝርዝር ይፈጥራሉ።

ሂሊየም እንደ እጅግ በጣም ቀዝቃዛ ሆኖ የሚያገለግል ሲሆን ምክንያቱም ሂሊየም ዝቅተኛው የማቅለጫ እና የፈላ ነጥቦች ስላለው፣ በከባቢ አየር ግፊት ስለማይጠናከር እና 0 K ስለሆነ፣ እና ሂሊየም በኬሚካል መልኩ የማይንቀሳቀስ ስለሆነ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ምላሽ ለመስጠት ፈጽሞ የማይቻል ያደርገዋል። በተጨማሪም፣ ሂሊየም ከ2.2 ኬልቪን በታች እጅግ በጣም ፈሳሽ ይሆናል። እስካሁን ድረስ፣ ልዩ የሆነው እጅግ በጣም ተንቀሳቃሽነት በማንኛውም የኢንዱስትሪ አተገባበር ጥቅም ላይ አልዋለም። ከ17 በታች ባለው የሙቀት መጠን ኬልቪን፣ በክሪዮጀኒክ ምንጭ ውስጥ እንደ ማቀዝቀዣ ሆኖ ሄሊየምን የሚተካ የለም።

ኤሮኖቲክስ እና አስትሮኖቲክስ

ሂሊየም በፊኛዎችና በአየር መርከቦች ውስጥም ጥቅም ላይ ይውላል። ሂሊየም ከአየር የበለጠ ቀላል ስለሆነ፣ የአየር መርከቦችና ፊኛዎች በሂሊየም የተሞሉ ናቸው። ሂሊየም ተቀጣጣይ ያልሆነ የመሆን ጥቅም አለው፣ ምንም እንኳን ሃይድሮጂን የበለጠ የሚንሳፈፍ እና ከሽፋኑ ዝቅተኛ የማምለጫ ፍጥነት ቢኖረውም። ሌላው ሁለተኛ ደረጃ አጠቃቀም በሮኬት ቴክኖሎጂ ውስጥ ሲሆን፣ ሂሊየም በማከማቻ ታንኮች ውስጥ ነዳጅ እና ኦክሲዴተርን ለማፈናቀል እና ሃይድሮጂን እና ኦክስጅንን ለማጠራቀም እንደ ኪሳራ መካከለኛ ሆኖ ያገለግላል። እንዲሁም ከመነሳቱ በፊት ከመሬት ድጋፍ መሳሪያዎች ነዳጅ እና ኦክሲዴራይተርን ለማስወገድ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል፣ እና በጠፈር መንኮራኩሩ ውስጥ ፈሳሽ ሃይድሮጂንን አስቀድሞ ሊያቀዘቅዝ ይችላል። በአፖሎ ፕሮግራም ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የሳተርን ቪ ሮኬት፣ ለማስነሳት ወደ 370,000 ኪዩቢክ ሜትር (13 ሚሊዮን ኪዩቢክ ጫማ) ሄሊየም ያስፈልጋል።

የቧንቧ መስመር መፍሰስ መለየት እና መለየት ትንተና

ሌላው የሂሊየም የኢንዱስትሪ አጠቃቀም የፍሳሽ ማስወገጃ ነው። የፍሳሽ ማስወገጃ ፈሳሽ እና ጋዞችን በያዙ ስርዓቶች ውስጥ ፍሳሽዎችን ለመለየት ይጠቅማል። ሂሊየም ከአየር በሦስት እጥፍ በበለጠ ፍጥነት በጠጣር ነገሮች ውስጥ ስለሚሰራጭ፣ በከፍተኛ የቫኩም መሳሪያዎች (እንደ ክሪዮጀኒክ ታንኮች) እና ከፍተኛ ግፊት ባላቸው መርከቦች ውስጥ ፍሳሽዎችን ለመለየት እንደ መከታተያ ጋዝ ጥቅም ላይ ይውላል። እቃው በአንድ ክፍል ውስጥ ይቀመጣል፣ ከዚያም ይለቀቃል እና በሂሊየም ይሞላል። እስከ 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s) ዝቅተኛ የፍሳሽ ማስወገጃ መጠን እንኳን፣ በፍሳሹ ውስጥ የሚያልፈው ሂሊየም በስሱ መሳሪያ (የሂሊየም ብዛት ስፔክትሮሜትር) ሊታወቅ ይችላል። የመለኪያ ሂደቱ ብዙውን ጊዜ በራስ-ሰር የሚሰራ ሲሆን የሂሊየም ውህደት ሙከራ ይባላል። ሌላው፣ ቀላሉ ዘዴ በጥያቄ ውስጥ ያለውን ነገር በሂሊየም መሙላት እና በእጅ በእጅ የሚይዝ መሳሪያ በመጠቀም ፍሳሽዎችን መፈለግ ነው።

ሂሊየም ለማፍሰስ ማወቂያነት የሚውለው ትንሹ ሞለኪውል ስለሆነ እና ሞናቶሚክ ሞለኪውል ስለሆነ ሂሊየም በቀላሉ ይፈሳል። የሂሊየም ጋዝ በፍሳሽ ማወቂያ ወቅት ወደ ዕቃው ውስጥ ይሞላል፣ እና ፍሳሽ ከተከሰተ የሂሊየም ብዛት ስፔክትሮሜትር የፍሳሽ ቦታውን መለየት ይችላል። ሂሊየም በሮኬቶች፣ በነዳጅ ታንኮች፣ በሙቀት መለዋወጫዎች፣ በጋዝ መስመሮች፣ በኤሌክትሮኒክስ፣ በቴሌቪዥን ቱቦዎች እና በሌሎች የማምረቻ ክፍሎች ውስጥ ፍሳሾችን ለመለየት ሊያገለግል ይችላል። ሂሊየምን በመጠቀም የፍሳሽ ማወቂያ ለመጀመሪያ ጊዜ በማንሃተን ፕሮጀክት ወቅት በዩራኒየም ማበልጸጊያ ፋብሪካዎች ላይ ፍሳሾችን ለመለየት ጥቅም ላይ ውሏል። የፍሳሽ ማወቂያ ሂሊየም በሃይድሮጂን፣ በናይትሮጅን ወይም በሃይድሮጂን እና ናይትሮጅን ድብልቅ ሊተካ ይችላል።

ብየዳ እና የብረት ሥራ

የሂሊየም ጋዝ ከሌሎች አቶሞች በበለጠ ከፍተኛ የአዮኒዜሽን እምቅ ኃይል ስላለው በአርክ ብየዳ እና በፕላዝማ ቅስት ብየዳ ውስጥ እንደ መከላከያ ጋዝ ጥቅም ላይ ይውላል። በብየዳው ዙሪያ ያለው የሂሊየም ጋዝ ብረቱ በቀለጠ ሁኔታ ውስጥ ኦክሳይድ እንዳይሆን ይከላከላል። የሂሊየም ከፍተኛ የአዮኒዜሽን እምቅ ኃይል እንደ ቲታኒየም፣ ዚርኮኒየም፣ ማግኒዥየም እና የአሉሚኒየም ቅይጥ ባሉ የግንባታ፣ የመርከብ ግንባታ እና በአየር ማራዘሚያ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ የተለያዩ ብረቶች የፕላዝማ ቅስት ብየዳ ያስችላል። በመከላከያ ጋዝ ውስጥ ያለው ሂሊየም በአርጎን ወይም በሃይድሮጂን ሊተካ ቢችልም፣ አንዳንድ ቁሳቁሶች (እንደ ቲታኒየም ሂሊየም ያሉ) ለፕላዝማ ቅስት ብየዳ ሊተኩ አይችሉም። ምክንያቱም ሂሊየም በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ደህንነቱ የተጠበቀ ብቸኛው ጋዝ ስለሆነ።

በጣም ንቁ ከሆኑ የእድገት ዘርፎች አንዱ አይዝጌ ብረት ብየዳ ነው። ሂሊየም የማይንቀሳቀስ ጋዝ ነው፣ ይህም ማለት ለሌሎች ንጥረ ነገሮች ሲጋለጥ ምንም አይነት የኬሚካል ምላሽ አያገኝም። ይህ ባህሪ በተለይ ለብየዳ መከላከያ ጋዞች ውስጥ አስፈላጊ ነው።

ሂሊየም ሙቀትን በጥሩ ሁኔታ ያካሂዳል። ለዚህም ነው የብየዳውን እርጥበት ለማሻሻል ከፍተኛ የሙቀት ግብዓት በሚያስፈልግባቸው ብየዳዎች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው። ሂሊየም ለፍጥነትም ጠቃሚ ነው።

ሂሊየም ብዙውን ጊዜ በሁለቱም ጋዞች ውስጥ ያሉትን መልካም ባህሪያት ሙሉ በሙሉ ለመጠቀም በመከላከያ ጋዝ ድብልቅ ውስጥ ከአርጎን ጋር በተለያየ መጠን ይቀላቀላል። ለምሳሌ፣ ሂሊየም በመበየድ ወቅት ሰፋፊ እና ጥልቀት የሌላቸው የመግባት ዘዴዎችን ለማቅረብ እንደ መከላከያ ጋዝ ሆኖ ያገለግላል። ነገር ግን ሂሊየም አርጎን እንደሚያደርገው ጽዳት አይሰጥም።

በዚህም ምክንያት የብረት አምራቾች ብዙውን ጊዜ አርጎንን ከሂሊየም ጋር እንደ የሥራ ሂደታቸው አካል አድርገው ማዋሃድን ያስባሉ። ለጋዝ መከላከያ የብረት ቅስት ብየዳ፣ ሂሊየም በሂሊየም/አርጎን ድብልቅ ውስጥ ከ25% እስከ 75% የሚሆነውን የጋዝ ድብልቅ ሊያካትት ይችላል። የመከላከያ ጋዝ ድብልቅን ቅንብር በማስተካከል፣ ብየዳው የብየዳውን የሙቀት ስርጭት ላይ ተጽዕኖ ሊያሳድር ይችላል፣ ይህም በተራው የብየዳውን ብረት የመስቀለኛ ክፍል ቅርፅ እና የብየዳውን ፍጥነት ይነካል።

የኤሌክትሮኒክስ ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ

ሂሊየም እንደ ኢነርት ጋዝ በጣም የተረጋጋ ስለሆነ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር እምብዛም ምላሽ አይሰጥም። ይህ ባህሪ በአየር ውስጥ የኦክስጅን ብክለትን ለመከላከል (በአየር ውስጥ የኦክስጅን ብክለትን ለመከላከል) በአርክ ብየዳ ውስጥ እንደ ጋሻ ሆኖ እንዲያገለግል ያደርገዋል። ሂሊየም እንደ ሴሚኮንዳክተሮች እና የኦፕቲካል ፋይበር ማምረቻ ያሉ ሌሎች ወሳኝ አፕሊኬሽኖችም አሉት። በተጨማሪም፣ በደም ውስጥ የናይትሮጅን አረፋዎች እንዳይፈጠሩ ለመከላከል በጥልቅ ዳይቪንግ ውስጥ ናይትሮጅንን ሊተካ ይችላል፣ በዚህም የዳይቪንግ በሽታን ይከላከላል።

ዓለም አቀፍ የሂሊየም ሽያጭ መጠን (2016-2027)

ዓለም አቀፉ የሂሊየም ገበያ በ2020 ወደ 1825.37 ሚሊዮን ዶላር ደርሷል፤ በ2027 ደግሞ 2742.04 ሚሊዮን የአሜሪካን ዶላር እንደሚደርስ ይጠበቃል፤ ይህም ዓመታዊ የእድገት መጠን 5.65% (2021-2027) ነው። ኢንዱስትሪው በሚቀጥሉት ዓመታት ውስጥ ከፍተኛ እርግጠኛ አለመሆን አለበት። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የ2021-2027 የትንበያ መረጃ ባለፉት ጥቂት ዓመታት ታሪካዊ እድገት፣ የኢንዱስትሪ ባለሙያዎች አስተያየት እና በዚህ ጽሑፍ ውስጥ በተንታኞች አስተያየት ላይ የተመሠረተ ነው።

የሂሊየም ኢንዱስትሪ ከፍተኛ ክምችት ያለው፣ ከተፈጥሮ ሀብቶች የተገኘ ሲሆን፣ በተለይም በዩናይትድ ስቴትስ፣ በሩሲያ፣ በኳታር እና በአልጄሪያ የሚገኙ ዓለም አቀፍ አምራቾች ውስን ናቸው። በዓለም ላይ የሸማቾች ዘርፍ በዩናይትድ ስቴትስ፣ በቻይና እና በአውሮፓ ወዘተ. ላይ ያተኮረ ነው። ዩናይትድ ስቴትስ በኢንዱስትሪው ውስጥ ረጅም ታሪክ እና የማይናወጥ አቋም አላት።

ብዙ ኩባንያዎች በርካታ ፋብሪካዎች አሏቸው፣ ነገር ግን ብዙውን ጊዜ ከዒላማቸው የሸማቾች ገበያዎች ጋር ቅርብ አይደሉም። ስለዚህ ምርቱ ከፍተኛ የትራንስፖርት ወጪ አለው።

ከመጀመሪያዎቹ አምስት ዓመታት ወዲህ ምርት በጣም በዝግታ አድጓል። ሂሊየም የማይታደስ የኃይል ምንጭ ሲሆን፣ በአምራች አገሮች ውስጥ አጠቃቀሙን ለመቀጠል ፖሊሲዎች ተዘጋጅተዋል። አንዳንዶች ሂሊየም ወደፊት እንደሚያልቅ ይተነብያሉ።

ኢንዱስትሪው ከፍተኛ መጠን ያለው ገቢና ወጪ አለው። ሁሉም አገሮች ማለት ይቻላል ሂሊየም ይጠቀማሉ፣ ነገር ግን ጥቂቶቹ ብቻ የሂሊየም ክምችት አላቸው።

ሂሊየም ሰፊ አጠቃቀሞች ያሉት ሲሆን በብዙ ዘርፎችም ይገኛል። የተፈጥሮ ሀብቶች እጥረትን ከግምት ውስጥ በማስገባት የሂሊየም ፍላጎት ወደፊት ሊጨምር ስለሚችል ተገቢ አማራጮችን ይፈልጋል። የሂሊየም ዋጋ ከ2021 እስከ 2026 ከ$13.53/m3 (2020) ወደ $19.09/m3 (2027) ማደጉን እንደሚቀጥል ይጠበቃል።

ኢንዱስትሪው በኢኮኖሚክስ እና በፖሊሲ ተጽዕኖ ስር ነው። ዓለም አቀፉ ኢኮኖሚ እያገገመ ሲሄድ፣ በተለይም ከፍተኛ የሕዝብ ቁጥር ባላቸው እና ፈጣን የኢኮኖሚ እድገት ባላቸው ዝቅተኛ እድገት ባላቸው ክልሎች ውስጥ የአካባቢ ጥበቃ ደረጃዎችን ለማሻሻል የሚጨነቁ ሰዎች ቁጥር እየጨመረ ይሄዳል፣ የሂሊየም ፍላጎትም ይጨምራል።

በአሁኑ ጊዜ በዓለም አቀፍ ደረጃ ዋና ዋና አምራቾች ራስጋስ፣ ሊንዴ ግሩፕ፣ ኤር ኬሚካል፣ ኤክሶንሞቢል፣ ኤር ሊኩይድ (ዲዝ) እና ጋዝፕሮም (ሩ) ወዘተ ይገኙበታል። በ2020 የ6ቱ ከፍተኛ አምራቾች የሽያጭ ድርሻ ከ74% በላይ ይሆናል። በሚቀጥሉት ጥቂት ዓመታት ውስጥ በኢንዱስትሪው ውስጥ ያለው ውድድር የበለጠ ጠንካራ እንደሚሆን ይጠበቃል።

የኤችኤል ክሪዮጀኒክ መሣሪያዎች

በፈሳሽ ሂሊየም ሀብቶች እጥረት እና በዋጋ ጭማሪ ምክንያት፣ የፈሳሽ ሂሊየምን አጠቃቀም እና ማጓጓዣ ሂደት ውስጥ ማጣት እና መልሶ ማገገምን መቀነስ አስፈላጊ ነው።

እ.ኤ.አ. በ1992 የተመሰረተው HL Cryogenic Equipment ከHL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd ጋር ግንኙነት ያለው ብራንድ ነው። HL Cryogenic Equipment የደንበኞችን የተለያዩ ፍላጎቶች ለማሟላት የከፍተኛ ቫክዩም ኢንሱሌሽን ክሪዮጀኒክ የቧንቧ ስርዓት እና ተዛማጅ የድጋፍ መሳሪያዎችን ዲዛይን እና ማምረት ቁርጠኛ ነው። የቫክዩም ኢንሱሌሽን ቱቦ እና ተጣጣፊ ቱቦ በከፍተኛ ቫክዩም እና ባለብዙ ሽፋን ባለብዙ ስክሪን ልዩ ኢንሱሌሽን ቁሶች ውስጥ የተገነቡ ሲሆን ፈሳሽ ኦክስጅንን፣ ፈሳሽ ናይትሮጅን፣ ፈሳሽ አርጎን፣ ፈሳሽ ሃይድሮጂንን፣ ፈሳሽ ሂሊየምን፣ ፈሳሽ ኤቲሊን ጋዝ LEG እና ፈሳሽ የተፈጥሮ ጋዝ LNG ለማስተላለፍ የሚያገለግል እጅግ በጣም ጥብቅ የሆኑ የቴክኒክ ህክምናዎችን እና ከፍተኛ የቫክዩም ህክምናዎችን ያልፋል።

የቫኩም ጃኬትድ ፓይፕ፣ የቫኩም ጃኬትድ ሆዝ፣ የቫኩም ጃኬትድ ቫልቭ እና የደረጃ መለያ በHL ክሪዮጂኒክ መሳሪያዎች ኩባንያ ውስጥ በተከታታይ እጅግ በጣም ጥብቅ የሆኑ የቴክኒክ ህክምናዎችን ያልፋል፣ ፈሳሽ ኦክስጅንን፣ ፈሳሽ ናይትሮጅን፣ ፈሳሽ አርጎን፣ ፈሳሽ ሃይድሮጂን፣ ፈሳሽ ሂሊየም፣ LEG እና LNG ለማስተላለፍ የሚያገለግሉ ሲሆን እነዚህ ምርቶች በአየር መለያየት፣ በጋዞች፣ በአቪዬሽን፣ በኤሌክትሮኒክስ፣ በሱፐርኮንዳክተር፣ በቺፕስ፣ በአውቶሜሽን ስብሰባ፣ በምግብ እና መጠጥ፣ በፋርማሲ፣ በሆስፒታል፣ በባዮባንክ፣ በጎማ፣ በአዳዲስ ቁሳቁሶች ማምረቻ የኬሚካል ምህንድስና፣ በብረት እና በብረት እና በሳይንሳዊ ምርምር ወዘተ ውስጥ ላሉ ክሊዮጂኒክ መሳሪያዎች (ለምሳሌ ክሪዮጂኒክ ታንኮች፣ ዴዋር እና ቀዝቃዛ ሳጥኖች ወዘተ) አገልግሎት ይሰጣሉ።

የኤችኤል ክሪዮጂኒክ መሣሪያዎች ኩባንያ የሊንዴ፣ የአየር ሊኩይድ፣ የአየር ምርቶች (ኤፒ)፣ ፕራክሳር፣ ሜሰር፣ ቦኮ፣ ኢዋታኒ እና የሃንግዙ ኦክሲጅን ፕላንት ግሩፕ (ሃንጊያንግ) ወዘተ. ብቁ አቅራቢ/ሻጭ ሆኗል።