ThienNhien.Net – Nguyên tố đẩy bóng thám không và khí cầu – Hê li đang bị suy giảm một cách nhanh chóng trong khu dự trữ lớn nhất thế giới, nằm ngoài vùng Amarillo, Texas, Mỹ. Nguồn cung cấp Hê li này được cảnh báo sẽ bị cạn kiệt trong vòng 8 năm tới. Tiến sĩ Lee Sobotka, giáo sư Hoá học và Vật lí thuộc trường Đại học Washington cho biết, điều này sẽ dẫn đến tình trạng lạm phát giá, và hơn thế ảnh hưởng của nó đối với ngành khoa học kĩ thuật còn nghiêm trọng hơn.
Hê li hiện được ứng dụng rất nhiều trong khoa học kĩ thuật. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong sự cộng hưởng từ tính hạt nhân, kính quang phổ cỡ lớn, làm mối hàn, sợi quang học, sản xuất vi mạch xử lí máy tính và trong các ứng dụng kĩ thuật khác. NASA cũng sử dụng một lượng lớn Hê li hàng năm để điều áp các bình chứa nhiên liệu phi thuyền con thoi. Hê li là một chất không thể tái sinh và không thể thay thế. Các đặc tính của nó là duy nhất và không giống như các nhiên liệu dầu hay khí tự nhiên, không có cách tổng hợp sinh học để tạo ra Hê li qua một chất khác.
Hê li mà chúng ta có trên trái đất được tích tụ qua hàng tỉ năm do sự phân rã của Urani và Thori tự nhiên. Sự phân rã của hai nguyên tố này diễn ra với tốc độ rất chậm. Một trong các đồng vị quan trọng nhất cho việc sản xuất Hêli là Urani-238. Trong toàn bộ chu kì hoạt động của trái đất thì chỉ một nửa các nguyên tử Urani-238 phân rã (kết quả là sản sinh ra 8 nguyên tử Hê li trong quá trình phân rã) và sự phân rã một phần nhỏ dù kém quan trọng cũng mất khoảng 1000 năm.
Khi Urani và Thori phân rã, một phần Hê li bị giữ lại cùng với quá trình lắng đọng khí tự nhiên trong các thạch hệ địa chất rắn chắc. Một phần Hê li thóat khỏi vỏ Trái đất và bay vào khí quyển nơi có khoảng 5/106 Hê li. Tuy nhiên lượng Hê li này, cũng như bất kì khí Hê li khác chủ yếu giải phóng vào không khí từ các nơi sử dụng nó, bay lên cao và thậm chí biến mất khỏi Trái đất.
Cả Hydrô và Hê li, 2 nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn Men-đê-lê-ép đều rất dồi dào trong vũ trụ (Hydrô chiếm khoảng 92%, Hê li chiếm khoảng 8%). Hê li là một chất hiếm có trên trái đất trong khi đó Hydrô lại rất dồi dào. Lí do đơn giản là Hê li là “một kẻ bất trị, một kẻ đơn độc, nó không thể kết hợp được với các nguyên tử khác trong khi đó Hydrô thì ngược lại. Hydrô là một trong hai nguyên tố tạo ra nước. Dưới các điều kiện tiêu chuẩn, không có dạng kết hợp hoặc phân tử của Hê li. “Nó là khí trơ nhất trong tất cả các khí, có nghĩa là nó hầu như rất bền vững và không phản ứng”
Phần lớn nguồn cung cấp Hê li trên thế giới nằm ở một nguồn dự trữ tại Texas Panhandle. Chúng ta không thể lấy Hê li từ mặt trời – nhà máy Hê li cách trái đất 93 triệu dặm hay cũng không bao giờ sản xuất Hê li ở bất kì đâu có trữ lượng chúng ta cần từ các nhà máy trong lòng đất. Hơn nữa, các nhà khoa học chưa bao giờ đề xuất khai thác Hê li ngoài không khí bởi chi phí quá cao. Hê li cũng có thể được sản xuất trực tiếp từ các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân và gián tiếp từ các lò phản ứng phân rã hạt nhân, nhưng lượng được sản xuất từ các nguồn này rất nhỏ bé so với những gì chúng ta cần.
Ngoài Texas Panhandle, Hê li cũng có thể được tìm thấy ở các vùng nhỏ như Colorado, Kans và Oklahoma của Mỹ. Nó được bán ở Úc và Angiêri. Nga là nước có các nguồn dự trữ khí tự nhiên lớn nhất trên thế giới, trong đó có cả Hê li nhưng không có sự động cơ nào để bán nó ra thị trường, dù trong một thời gian ngắn, dù các nguồn dự trữ đầy đủ, và dù giá cả ngày càng đắt đỏ. Nga vẫn được tin tưởng sẽ là nguồn dự trữ Hê li chính trên thế giới trong vòng 30 năm tới. Hiện nay, giá Hê li lỏng vào khoảng 5 USD/lít, cao hơn 50% so với năm ngoái.
Việc thu Hê li ở Mĩ đã bắt đầu từ sau chiến tranh thế giới thứ I, khi nó được sử dụng chính trong điều khiển. Hê li không dễ cháy, nên việc sử dụng nó trong các khí cầu đã ngăn chặn được một thảm kịch Hindenburg khác. Chính phủ Mĩ đã chạy nền công nghiệp Hê li suốt 70 năm qua, nhưng từ giữa những năm 90 thì nó lại thuộc phạm vi của ngành công nghiệp khí tự nhiên và dầu.
TS. Sobotka cho rằng “Chính phủ Mĩ đã có một tầm nhìn nhạy bén khi dự trữ Hêli và vấn đề bây giờ là: nền công nghiệp có định hướng để thu Hê li khi khai thác khí tự nhiên và người tiêu dùng có hiểu biết để thu hồi và tái chế hay không? Để làm được điều này cần có một chiến lược lâu dài bởi các sức ép thị trường hiện nay không đủ khả năng để bắt buộc thực hiện nó một cách thận trọng”
Trong khi đó, các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới cần cố gắng hơn nữa trong việc bảo tồn Hê li. Họ có thể sử dụng các máy đắt tiền, còn gọi là máy hoá lỏng có thể thu, dự trữ và đựng Hê li trong đó; hoặc các nhà nghiên cứu có thể giữ Hê li ở dạng khí, chuyển nó đến các công ty mà trước đây đã bán nó cho họ và nhận một khoản tiền chỉ như tiền đặt cọc một cái chai.
“Chúng ta cần phải suy nghĩ về những vấn đề này một cách nghiêm túc dù cho đến bây giờ, vấn đề này vẫn chưa đến mức nghiêm trọng. Nó là một vấn đề đối với thế hệ các nhà khoa học tương lai song chúng ta vẫn có bổn phận phải có một tầm nhìn và xem nó như là một tài nguyên thực sự không thể tái chế hoàn toàn”.
