Вот если вы надуете шарик гелием и отпустите его, шар поднимется до высоты около 10 километров, после чего лопнет, потому что атмосферное давление и прочность оболочки шара не будут достаточными для выдерживания давления внутри шара.
Тот гелий, который выходит, легче других газов в атмосфере, поэтому он продолжает двигаться и утекает в космос. Вот почему в атмосфере есть всего ничтожное количество гелия. Но откуда берется гелий?
Гелий образуется при естественном радиоактивном распаде
Гелий обилен в космосе, где он производится как продукт ядерных реакций внутри звезд, таких как Солнце. Однако естественно встречающийся гелий на Земле происходит из другого процесса. Глубоко внутри Земли радиоактивные элементы, такие как уран и торий, распадаются и превращаются в другие элементы. Побочным продуктом этих реакций являются микроскопические фрагменты, называемые альфа-частицами, которые состоят из двух нейтронов и двух протонов. Эти частицы захватывают электроны из окружающей среды и превращаются в гелий, который постепенно поднимается через земную кору и выбрасывается в атмосферу, где продолжает подниматься до попадания в космос.
Извлекаемый природный газ — еще один источник гелия
К счастью для нас, гелий также попадает в природный газ, который добывают нефтегазодобывающие компании для использования в качестве топлива. Это обеспечивает нам запас, который мы можем использовать для наполнения шаров, а также для широкого спектра промышленных процессов, начиная от дуговой сварки до МРТ и производства кремниевых микросхем для компьютеров. В природном газе должно быть определенное количество гелия, по крайней мере 0,3 процента по объему, чтобы оправдать все трудности его извлечения из природного газа.
Это делается с помощью промышленных процессов, которые фильтруют другие примеси, такие как вода, углекислый газ и сероводород из газа. Наконец, используется процесс криогенной обработки для охлаждения газа и удаления метана, который составляет большую часть газа, оставляя грубую форму гелия, которая состоит примерно на 50-70 процентов из чистого гелия, с небольшими количествами аргона, неона и водорода в остальной части. Затем грубый гелий очищается через еще один процесс охлаждения и фильтрации, который приводит к форме гелия, более чем на 99 процентов чистого.
Проблемы производства гелия
Проблема заключается в том, что мест с природными газовыми месторождениями, содержащими достаточное количество гелия, не так много, и извлечение гелия трудно осуществимо и дорого. Большая часть гелия поступает из ограниченного числа источников. При таком большом спросе на гелий в промышленности его просто недостаточно. Этот дефицит навредил компаниям по продаже товаров для вечеринок.
