Жидкий гелий: как он работает и где используется

В периодической системе элементов гелий занимает второе место, но по значимости для современных технологий он уверенно держится в первой десятке. В газообразном состоянии он известен широкому кругу специалистов. 

Однако есть у этого элемента иная форма — жидкая, с уникальными физическими свойствами, которая открывает доступ к температурам, близким к абсолютному нулю. Без этой жидкости невозможно представить магнитно-резонансную томографию, фундаментальную физику и многие высокотехнологичные производства. В этой статье мы расскажем о том, как работает жидкий гелий и почему он незаменим. 

Что такое жидкий гелий и какими свойствами он обладает?

Жидкий гелий — это жидкое агрегатное состояние гелия: бесцветная, прозрачная и химически инертная жидкость. Его сложно увидеть невооруженным глазом из-за крайне низкого показателя преломления света (всего 1,038).

Ключевые свойства жидкого гелия

Жидкий гелий — самая холодная из известных жидкостей. Он обладает уникальной способностью: при нормальном давлении его невозможно заморозить даже при охлаждении до абсолютного нуля.

Еще одна выдающаяся особенность — сверхтекучесть. При охлаждении ниже 2,17 К жидкий гелий приобретает способность протекать через узкие щели и капилляры без трения. 

Эти свойства делают жидкий гелий незаменимым в тех областях, где требуются сверхнизкие температуры и высокая стабильность охлаждения.

Читайте также: “Как гелий используется в медицине”.

Гелий в медицине: применение

МРТ: главный потребитель жидкого гелия

Жидкий гелий для МРТ — это, пожалуй, самое известное и массовое применение. Современные магнитно-резонансные томографы работают на основе сверхпроводящих магнитов, которые требуют охлаждения до температуры, близкой к абсолютному нулю (около -270°C).

Принцип прост: мощные сверхпроводящие магнитные катушки при работе выделяют значительное количество тепла. Жидкий гелий, испаряясь, компенсирует это тепловыделение и поддерживает стабильную температуру сверхпроводника.

Заправка гелием МРТ — сложная техническая процедура:

• Специалисты используют специальное переливное устройство.
• Газообразный гелий выталкивает жидкий гелий из сосуда Дьюара в криостат томографа.
• Процесс требует контроля уровня и соблюдения техники безопасности. 

Современные томографы оснащены усовершенствованными криогенными системами. В них гелий жидкий для заправки МРТ используется 1 раз в 3–4 года вместо ежегодной дозаправки в старых моделях.

Криохирургия: замораживание и отогревание

Жидкий гелий в медицине используется для лечения некоторых видов рака. Сверхнизкая температура позволяет точечно замораживать патологические ткани, а уникальная теплопроводность гелия обеспечивает быстрое и контролируемое оттаивание.

Научные исследования: от Большого адронного коллайдера до микроскопов

Жидкий гелий — основа для работы многих исследовательских установок:

• Большой адронный коллайдер использует десятки тонн жидкого гелия для охлаждения сверхпроводящих магнитов. 
• Сканирующие туннельные микроскопы и SQUID-магнитометры требуют сверхнизких температур для работы.
• Физика низких температур и квантовые исследования основаны на свойствах жидкого гелия.

Космическая отрасль и высокие технологии

Жидкий гелий применяется для охлаждения инфракрасных телескопов, детекторов излучения и других космических приборов, требующих экстремально низких температур.

Металлургия 

В металлургической промышленности жидкий гелий используется как источник сверхнизких температур для контролируемого охлаждения при выплавке особо чистых металлов и сплавов. 

Ядерная энергетика

В некоторых конструкциях ядерных реакторов жидкий гелий выполняет функцию теплоносителя. Благодаря своей инертности и высокой теплопроводности он эффективно отводит тепловую энергию из активной зоны реактора, не вступая в химические реакции с топливными элементами. 

Читайте также: “Какой чистоты бывает гелий и какая чистота где используется?”.

Производство, хранение и транспортировка

Жидкий гелий производят из газообразного гелия путем глубокого охлаждения методом дросселирования. Газообразный гелий, в свою очередь, выделяют из природного газа: его концентрация в природных месторождениях составляет от сотых до десятых долей процента. 

Жидкий гелий перевозят в специальных сосудах Дьюара, строго в вертикальном положении. При работе с ним требуются особые меры предосторожности, поскольку попадание гелия на кожу вызывает обморожение.

Купить газ гелий в баллонах в “Гелий.ру” 

Если вы ищете, где купить газообразный гелий в баллоне для медицинских, промышленных или научных целей, обращайтесь к нам. Мы гарантируем бесперебойность и оперативность поставок. Гелий, реализуемый нашей компанией, выпускается в соответствии с сертификатом РОСС RU.AЯ02.Н40876 по ГОСТ 10157-79. 

Мы предлагаем:

• Аренду баллонов с гелием различного объема.
• Продажу гелия в баллонах.
• Заправку баллона гелием.
• Выкуп пустых баллонов по цене емкости, а не металлолома.
• Доставку гелия в баллонах по всей России.

Реализуем газообразный гелий в баллонах оптом и в розницу.