سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص مانند هلیوم که در زمینه های هوافضا و فیبر نوری و تصویربرداری MRIو… کاربرد دارد و همچنین گازهای ترکیبی تماس بگیرید.02146837072 – 09033158778
هلیوم (Helium) به عنوان دومین عنصر سبک جدول تناوبی و یکی از گازهای نجیب، ویژگیهای منحصر به فردی دارد که آن را به یکی از پرکاربردترین گازها در صنایع پیشرفته و تکنولوژیهای نوین تبدیل کرده است. این گاز بیرنگ، بیبو، غیرسمی و بیاثر از نظر شیمیایی بوده و نقطه جوش بسیار پایینی در حدود −268.9 درجه سلسیوس دارد.
همین ویژگی باعث شده است که در فرآیندهای برودتی و کاربردهای حساس علمی، صنعتی و پزشکی نقش کلیدی ایفا کند. از جمله صنایع و حوزههایی که هلیوم در آنها کاربرد گسترده دارد میتوان به صنعت هوافضا، تولید فیبر نوری و فناوری تصویربرداری پزشکی مانند MRI اشاره کرد. در این مقاله به بررسی دقیق و علمی کاربردهای هلیوم در این سه حوزه پرداخته میشود تا روشن گردد که چرا این گاز ارزشمند در جهان امروز چنین جایگاهی ویژه یافته است.
هلیوم و نقش آن در صنعت هوافضا
اهمیت هلیوم در فناوری هوافضا
صنعت هوافضا یکی از پیشرفتهترین و حساسترین صنایع جهان است که نیازمند استفاده از موادی با ویژگیهای خاص و منحصر به فرد است. هلیوم به دلیل غیرواکنشپذیر بودن، سبکی، قابلیت خنک سازی بالا و هدایت حرارتی مناسب، به عنوان یکی از اصلیترین گازهای مصرفی در این صنعت شناخته میشود. در هوافضا، ایمنی، پایداری و دقت از اهمیت حیاتی برخوردارند و استفاده از گازهای فعال یا واکنشپذیر میتواند منجر به بروز خطرات جدی شود. به همین دلیل، هلیوم با خاصیت بیاثر بودن خود، بهترین گزینه برای کاربردهای متنوع در این صنعت محسوب میشود.
استفاده از هلیوم در موتورهای موشکی
یکی از اصلیترین کاربردهای هلیوم در هوافضا، استفاده از آن در موتورهای موشکی است. هلیوم به عنوان گاز تحت فشار برای تخلیه و جابهجایی سوخت مایع موشکها به کار میرود. این گاز به دلیل غیرقابل اشتعال بودن و داشتن چگالی پایین، میتواند مخازن سوخت را تحت فشار قرار دهد بدون آنکه با مواد سوختی مانند هیدروژن مایع یا اکسیژن مایع وارد واکنش شود. این ویژگی سبب میشود که سوخترسانی به موتورهای موشک با ایمنی و دقت بالا انجام گیرد.
خنکسازی قطعات حساس در پرتابگرها و ماهوارهها
هلیوم همچنین در خنکسازی اجزای حساس موشکها، ماهوارهها و فضاپیماها استفاده میشود. سیستمهای الکترونیکی و سنسورهای دقیق موجود در این وسایل فضایی، در معرض دمای بالا یا تغییرات شدید دما قرار دارند. استفاده از هلیوم به عنوان یک خنککننده کارآمد، امکان عملکرد پایدار این تجهیزات را فراهم میآورد. به ویژه در مأموریتهای طولانی فضایی که نیاز به ثبات حرارتی بالا دارند، هلیوم نقشی حیاتی ایفا میکند.
کاربرد هلیوم در بالنهای هواشناسی و فضایی
از دیگر کاربردهای شناخته شده هلیوم در حوزه هوافضا، پر کردن بالنهای هواشناسی و بالنهای اکتشافی است. هلیوم به دلیل سبکی و غیرقابل اشتعال بودن، گزینهای بسیار ایمنتر از هیدروژن برای پرواز بالنها است. بالنهای پر شده از هلیوم میتوانند تا ارتفاعات بسیار زیاد صعود کنند و دادههای ارزشمندی در زمینه شرایط جوی و فضایی جمعآوری نمایند. این دادهها برای تحلیل شرایط پرتاب موشکها و عملیات فضایی اهمیت زیادی دارند.
هلیوم در صنعت فیبر نوری
نقش هلیوم در تولید فیبر نوری
فیبر نوری یکی از مهمترین فناوریهای انتقال داده در عصر حاضر است که جایگزین کابلهای مسی سنتی شده است. این فیبرها به دلیل ظرفیت بالای انتقال داده، تلفات کم و مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی، نقش محوری در توسعه اینترنت پرسرعت و شبکههای مخابراتی دارند. تولید فیبر نوری فرآیندی بسیار پیچیده و حساس است که نیازمند محیطی عاری از هرگونه آلودگی و با کنترل دقیق دما و فشار میباشد. در این میان، هلیوم به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد خود، در فرآیند تولید فیبر نوری نقشی اساسی دارد.
استفاده از هلیوم در خنکسازی فیبر نوری
در فرآیند کشیدن فیبر نوری از پیشفرم (preform)، دمای بسیار بالایی در کوره ایجاد میشود. برای جلوگیری از ترکخوردگی و ایجاد ساختار یکنواخت در فیبر، نیاز به خنکسازی سریع و کنترلشده وجود دارد. هلیوم به دلیل هدایت حرارتی بالا و چگالی پایین، بهترین گاز برای خنک کردن فیبر در هنگام خروج از کوره محسوب میشود. این امر سبب افزایش کیفیت نهایی فیبر و کاهش ضایعات تولید میشود.
استفاده از هلیوم در تست نشت فیبر نوری
یکی دیگر از کاربردهای هلیوم در صنعت فیبر نوری، استفاده از آن در تست نشت (leak detection) تجهیزات و کابلها است. هلیوم به دلیل داشتن کوچکترین مولکول بعد از هیدروژن، توانایی نفوذ در کوچکترین منافذ را دارد. این خاصیت باعث شده است که هلیوم به عنوان گاز مرجع برای تست نشتی در تجهیزات فیبر نوری و کانکتورها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب، کیفیت و ایمنی شبکههای مخابراتی تضمین میشود.
کاربرد هلیوم در محیطهای تمیز (Clean Room)
تولید فیبر نوری نیازمند محیطهای فوق تمیز است تا هیچ ذرهای باعث ایجاد نقص در ساختار فیبر نشود. در این محیطها، هلیوم میتواند به عنوان گاز بیاثر برای پاکسازی و ایجاد جو کنترلشده مورد استفاده قرار گیرد. این امر باعث افزایش بازدهی و کیفیت تولید فیبرهای نوری میشود.
هلیوم و تصویربرداری MRI
اهمیت هلیوم در فناوری MRI
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) یکی از پیشرفتهترین روشهای تصویربرداری پزشکی است که بدون استفاده از پرتوهای یونیزان، امکان مشاهده دقیق بافتهای داخلی بدن را فراهم میکند. قلب اصلی دستگاه MRI، آهنربای ابررسانا (Superconducting Magnet) است که میدان مغناطیسی بسیار قوی ایجاد میکند. برای عملکرد ابررساناها، دمای آنها باید تا نزدیکی صفر مطلق کاهش یابد. در اینجاست که هلیوم به عنوان تنها گازی که میتواند چنین دمایی را تأمین کند، نقش کلیدی ایفا میکند.
خنکسازی آهنرباهای ابررسانا با هلیوم مایع
هلیوم مایع در دمای −269 درجه سلسیوس به عنوان خنککننده اصلی آهنرباهای ابررسانا در دستگاههای MRI استفاده میشود. بدون استفاده از هلیوم، امکان دستیابی به شرایط ابررسانایی وجود ندارد و دستگاه MRI عملاً غیرقابل استفاده خواهد بود. این کاربرد هلیوم، از حیاتیترین و استراتژیکترین مصارف این گاز در جهان به شمار میرود.
افزایش دقت و کیفیت تصاویر
با خنکسازی ابررساناها توسط هلیوم، مقاومت الکتریکی در سیمپیچهای مغناطیسی به صفر میرسد. این وضعیت امکان ایجاد میدان مغناطیسی بسیار قوی و پایدار را فراهم میآورد که نتیجه آن افزایش دقت و وضوح تصاویر MRI است. در نتیجه، پزشکان میتوانند جزئیات بسیار دقیقی از بافتها و اندامها مشاهده کنند که در تشخیص بیماریها اهمیت حیاتی دارد.
چالشهای مصرف هلیوم در MRI
یکی از چالشهای بزرگ در استفاده از هلیوم در دستگاههای MRI، هزینه بالای تأمین و مصرف این گاز است. هلیوم منبع محدودی در جهان دارد و بازیافت آن در بسیاری از کشورها هنوز به طور کامل انجام نمیشود. به همین دلیل، توسعه فناوریهای جدید برای کاهش مصرف هلیوم و جایگزینی نسبی آن در حال بررسی است. با این حال، همچنان هلیوم تنها گزینه قابل اطمینان برای خنکسازی ابررساناها محسوب میشود.
هلیوم به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد خود، یکی از ارزشمندترین گازها در صنایع پیشرفته و پزشکی است. در صنعت هوافضا، این گاز به عنوان عامل فشاردهنده در مخازن سوخت، خنککننده قطعات حساس و پرکننده بالنها نقش حیاتی دارد. در صنعت فیبر نوری، هلیوم در خنکسازی فیبرها، تست نشتی و ایجاد محیطهای تمیز کاربرد دارد. همچنین در تصویربرداری پزشکی MRI، هلیوم مایع به عنوان خنککننده اصلی آهنرباهای ابررسانا عمل میکند و امکان ایجاد میدان مغناطیسی پایدار و تصاویر دقیق را فراهم میسازد. هرچند چالشهایی همچون محدودیت منابع هلیوم و هزینه بالای آن وجود دارد، اما نقش این گاز در توسعه فناوریهای نوین غیرقابل جایگزین است.
بدون دیدگاه