Eine neue wissenschaftliche Methode hat geholfen, eine große Heliumlagerstätte zu finden

Eine sehr aktuelle und wichtige Entdeckung für die Menschheit

Magnetresonanztomographie-Gerät.

Eines der häufigsten Elemente im Universum - Helium - ist auf der Erde relativ selten. Bisher hatten Wissenschaftler noch nicht einmal die Möglichkeit, ihre Ablagerungen zu finden.

Helium wurde nur zufällig zusammen mit Erdgasvorkommen gefunden und durch ein Niedertemperatur-Trennverfahren - die sogenannte fraktionierte Destillation - aus demselben Erdgas gewonnen.

Gleichzeitig ist Helium für Wissenschaft und Industrie äußerst wichtig. In einigen Fällen ist dies nicht zu kritisch - niemand wird sich Sorgen machen, wenn die Ballons nicht mehr in den Himmel fliegen. In bestimmten Bereichen ist Helium jedoch fast unverzichtbar. Beispielsweise werden in Magnetresonanztomographie (MRT) -Vorrichtungen supraleitende Elektromagnete verwendet, die in flüssigem Helium arbeiten. Dies ist das optimalste Kältemittel, und das Fehlen von Helium hätte unangenehme Folgen.

Zusätzlich zur Magnetresonanztomographie wird flüssiges Helium als Kältemittel zur Kühlung supraleitender Magnete in Infrarot- und Hochfrequenzstrahlungsdetektoren, Tintenfischmagnetometern, Rastertunnelmikroskopen und Beschleunigern geladener Teilchen verwendet. Beispielsweise verwendet der CERN Large Hadron Collider 96 Tonnen flüssiges Helium , um eine Temperatur von 1,9 ° K aufrechtzuerhalten.



Flüssiges Helium wird auch in Auflösungskryostaten und kryogenen elektrischen Maschinen verwendet. Heliumgas - in der Metallurgie als schützendes Inertgas zum Schmelzen von reinen Metallen, in der Lebensmittelindustrie (Lebensmittelzusatz E939) als Treib- und Verpackungsgas, zum Befüllen schwimmender Schiffe (Luftschiffe und Ballons) als sichere Alternative zu Wasserstoff, in Tauchflaschen, zum Befüllen Ballons und Schalen von meteorologischen Sonden, um Gasentladungsrohre zu füllen, als Kühlmittel in einigen Arten von Kernreaktoren, als Träger in der Gaschromatographie, um nach Lecks zu suchen ruboprovodah Kessel und als Arbeitsmedium Komponente in dem Helium-Neon-Laser, für Kraftstofftanks von flüssigen Raketen Spülen usw.

Helium-3 ist in ferner Zukunft auch ein vielversprechender Brennstoff für thermonukleare Energie. Es ist überraschend, dass Wissenschaftler angesichts der Bedeutung von Helium für Wissenschaft und Industrie und der Aussichten auf Energie immer noch keine effektive Suche nach Heliumablagerungen in der Erdkruste hatten. Es kam zu dem Punkt, dass einige Experten sogar vorschlagen, Helium aus Regolith auf dem Mond zu extrahieren , wenn die Erdreserven dieses Elements erschöpft sind.

Bis vor kurzem wurde keine einzige Heliumlagerstätte gezielt gefunden - nur zufällig in kleinen Mengen zusammen mit Öl und Gas.

Jetzt hat sich die Situation endlich weiterentwickelt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universitäten Oxford und Durham (Großbritannien) zusammen mit einem norwegischen SolarunternehmenHelium One entwickelte eine völlig neue Methode zum Nachweis von Gasvorkommen - und mit ihrer Hilfe fanden sie das erste echte Heliumvorkommen (auf dem Territorium des afrikanischen Bundesstaates Tansania).

Wissenschaftler begannen mit theoretischen Arbeiten. Sie untersuchten, wie während der vulkanischen Aktivität alte Mineralgesteine ​​in der Erdkruste ausreichend erhitzt werden, um das darin enthaltene Helium freizusetzen.

Für die Studie wählten die Autoren das tansanische ostafrikanische Rift Valley (Great Rift Valley), in dem die Bewegung der Kontinente vulkanische Aktivität erzeugt und Risse in der Erdkruste erzeugt, wodurch die ältesten Mineralgesteine ​​freigelegt werden. Übrigens haben Wissenschaftler kürzlich unter diesen Rassen die versteinerten Überreste der ältesten Farm der Erde gefunden, die 25 Millionen Jahre alt ist.Dort kultivierten Termiten Pilze, um ihre Kolonie zu ernähren.


Lage des Great Rift Valley

Wie Sie sehen können, ist das Great Rift Valley nicht nur für die Evolutionsgeschichte, sondern auch für andere Bereiche der Wissenschaft und Industrie nützlich. Dort fanden sie eine Heliumlagerstätte.

Die Ergebnisse der Studie wurden von einer der Autoren der wissenschaftlichen Arbeit, Doktorandin der Universität Durham, Diveena Danabalan, auf der Goldschmidt-Konferenz über Geochemie in Yokohama (Japan) vorgestellt.

"Wir haben gezeigt, dass die vulkanische Aktivität im Riss wichtig für die Bildung greifbarer Heliumreservoirs ist", erklärte der Doktorand. - Wahrscheinlich liefert die vulkanische Aktivität genug Wärme, um das in alten Gesteinen angesammelte Helium freizusetzen. Wenn sich Gasfallen jedoch zu nahe an einem bestimmten Vulkan befinden, besteht die Gefahr, dass Helium mit vulkanischen Gasen wie Kohlendioxid vermischt wird, wie wir es in den Thermalquellen dieser Region sehen. “ Jetzt arbeiten Wissenschaftler daran, den Ort der günstigsten, „idealen“ Zone zwischen dem alten Gestein und den modernen Vulkanen zu bestimmen, in der die besten Bedingungen für die Bildung von Reservoirs aus reinem Helium vorliegen.

Ein zufälliger Tipp half bei der Suche nach der Heliumlagerstätte in Tansania - im tansanischen ostafrikanischen Rift Valley gab es Orte, an denen Helium und Wasserstoff direkt aus dem Boden freigesetzt wurden . Mit einer neuen geologischen Theorie der Feldbildung haben Wissenschaftler die kühne Annahme getroffen, dass es unter der Erde reiche Reserven an Helium gibt. Und so geschah es. Heliumvorkommen


in Tansania: Rukva , Balangida und Eyasi . Helium One Map

Unabhängige Experten schätzten allein die wahrscheinlichen Heliumreserven des Rukva-Feldes auf 1,528 Milliarden Kubikmeter. Dies reicht aus, um 1,2 Millionen Geräte für die Magnetresonanztomographie mit flüssigem Helium zu füllen.

Am wichtigsten ist jedoch, dass mit der neuen Methode nach neuen Einlagen gesucht wird, die heute mehr denn je benötigt werden. Der weltweite Heliumverbrauch beträgt 226 Millionen Kubikmeter pro Jahr, und im größten Reservoir der Welt, der US-amerikanischen Heliumreserve, verbleiben nur noch 685 Millionen Kubikmeter Helium. Gleichzeitig belaufen sich die bekannten Heliumreserven in den USA auf rund 4,3 Milliarden Kubikmeter.

Die Entdeckung britischer und norwegischer Geochemiker wird daher für die Weltwirtschaft, Wissenschaft und Technologie von Nutzen sein. Vielleicht wird sich die Menschheit zumindest für mehrere Jahrzehnte mit Helium versorgen, selbst unter Berücksichtigung des Konsumwachstums.

Source: https://habr.com/ru/post/de395711/