ASU는 연구를 재활용합니다.

거품을 터뜨려 죄송합니다. 헬륨은 전 세계적으로 공급이 부족합니다. 이 공기보다 가벼운 가스는 파티용 풍선을 띄우는 것으로 알려져 있지만 의료 영상 촬영, 마이크로칩 제작, 로켓 테스트 등 다른 중요한 용도로도 많이 사용됩니다.

공급을 최대한 활용하기 위해 애리조나 주립대학교는 자기 공명 연구 센터에 연구에 사용되는 헬륨을 재활용하는 지속 가능한 시스템을 갖추고 있습니다. 그곳에서 과학자들은 암, 통증 인식, 분해성 플라스틱과 같은 주제를 이해하기 위해 노력하고 있습니다.

거의 한 세기 동안 미국은 세계 최대의 헬륨 공급국이었습니다. 헬륨 산업은 역사적으로 연방 정부에 의해 운영되었지만 이제는 민간 산업으로 전환되고 있습니다. 그러한 전환과 연방 헬륨 비축량의 폐쇄로 인해 미국의 헬륨 생산량이 감소했습니다. 이제 이 중요한 가스는 카타르, 러시아, 알제리와 같은 다른 국가에서 점점 더 많이 유입되고 있지만, 불안정한 상황으로 인해 가격과 공급이 안정적이지 않습니다. 이 지역.

헬륨은 우라늄과 같은 방사성 물질이 붕괴되면서 지구 깊은 곳에서 생산되는 재생 불가능한 자원입니다. 헬륨은 점차적으로 거품이 생기고 대부분은 행성 표면에서 빠져나오지만 작은 부분은 사람들이 추출할 수 있는 땅 아래의 빽빽한 암석 돔 아래 갇히게 됩니다.

지구의 제한된 양의 헬륨은 지속적으로 줄어들고 있습니다. 그 이유 중 하나는 헬륨 가스를 병에 담아두기가 매우 어렵기 때문입니다. 그 구조는 너무 작아서 그것을 담을 특별한 용기가 필요합니다.

헬륨과 기타 가스를 혼합하여 채우는 생일 풍선을 생각해 보십시오. 며칠이 지난 후에도 풍선은 여전히 ​​공기로 가득 차 있는 것처럼 보이지만 바닥에 있습니다. 그 이유는 헬륨이 모두 누출되고 다른 가스만 남게 되기 때문입니다.

헬륨이 공기 중으로 빠져나오면 지구의 대기권을 통과하여 우주 공간으로 나가서 지구를 영원히 떠나게 됩니다.

파티 장식 및 재미있는 다람쥐 목소리와 연관되어 있음에도 불구하고 헬륨에는 심각한 측면이 있습니다. 크기가 작기 때문에 로켓과 가스 파이프라인의 누출을 테스트하는 데 적합합니다. 가연성이 아니므로 가스로 채워진 멸균 챔버에서 마이크로칩을 제작해야 하는 제조 공장에 안전한 선택입니다. 그리고 그것은 가능한 가장 낮은 온도인 절대 영도(약 화씨 영하 460도) 근처에서 액체 형태로 존재할 수 있습니다.

초저온을 유지하는 능력으로 인해 헬륨은 자기공명영상(MRI) 장비에 매우 중요합니다. 상세한 의료 스캔을 수행하는 것으로 알려진 이 MRI 기계는 초전도 자석을 사용합니다. 이러한 특수 전자석은 제대로 작동하려면 극도로 차갑게 유지되어야 하며 특정 온도 이상으로 올라가면 망가집니다.

전경의 특수 운송 탱크와 배경의 정화기, 액화기 및 압축기를 포함하여 중앙에 헬륨 재활용과 관련된 기계가 있습니다. 센터는 헬륨의 최소 85%를 회수하고 재활용하기를 희망하고 있습니다. 사진: Andy DeLisle/ASU

ASU 자기공명연구센터는 원자 MRI와 같은 MRI와 핵자기공명 분광학을 사용하여 작업을 수행하며 헬륨을 핵심 자원으로 만듭니다.

공급을 최대한 활용하기 위해 ASU의 핵심 연구 시설 중 하나인 센터는 장비와 요구 사항에 맞게 맞춤 설계된 헬륨 회수 시스템을 설치했습니다.

초전도 자석 내부에서 액체 헬륨 냉각제는 점차적으로 가스로 끓어오르며, 이 가스는 실험실에 증류소 같은 느낌을 주는 특별히 밀봉된 구리 파이프 네트워크를 통해 포획되어 운반됩니다. 가스는 각각 최대 16,000리터를 담을 수 있는 거대한 가방에 모입니다. 가득 차면 백 안의 가스가 압축되어 중간 압력 탱크에 저장됩니다. 탱크에서 헬륨은 액체로 변환되기 전에 수증기, 산소 또는 질소를 제거하는 정화기로 보내져 재사용할 수 있는 순수한 액체 헬륨이 실험실에 남게 됩니다.

ASU의 16,000리터 헬륨 수집 백 각각에는 약 1,135개의 파티 풍선을 채울 수 있는 충분한 가스가 들어 있습니다.