Quanto de elemento hélio existe no…
Universo – 23% da massa do Universo é composta por hélio
Corpo humano – sem informação; provavelmente o corpo humano não contém quantidade significativa de hélio
Crosta terrestre – 5,5×10^-7 % da massa (5,5ppb)
Oceano – 7.2×10^-10 % da massa (7,2ppt)
Onde é encontrado o hélio?
– Gás natural; pode conter em torno de 0,4% de gás hélio
– Sol e estrelas
Para que serve o hélio?
– como atmosfera inerte em processos industriais e laboratoriais
– em soldagem em altas temperaturas; quando a presença de ar (oxigênio, nitrogênio…) poderia enfraquecer a solda
– hélio líquido é utilizado como líquido refrigerante em aparelhos de ressonância magnética
– em dirigíveis e balões recreativos; principalmente por não ser inflamável como o hidrogênio
– em misturas gasosas para mergulho em grandes profundidades; sendo conhecidas como Trimix, Heliox e Heliair, dependendo das proporções e diferente gases misturados com o hélio
– detecção de vazamentos
– em laser; misturado com 15% de neônio (HeNe laser)
– em disco rígido para computadores; a presença do gás no interior do equipamento torna a operação mais rápida e precisa
– em cromatografia gasosa; como gás carreador
– na forma líquida é utilizado na refrigeração de equipamentos científicos de grande precisão; por exemplo, são necessários aproximadamente 120 toneladas de hélio para refrigerar o Grande Colisor de Hádrons.
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A utilização do hélio líquido em sistemas de ressonância magnética nuclear (RMN) advém de sua natureza quimicamente inerte e suas propriedades criogênicas excepcionais, que o tornam o refrigerante de eleição para ímãs supercondutores, essenciais para a geração dos intensos campos magnéticos necessários à produção de imagens de alta resolução. Esses ímãs são usualmente fabricados com materiais supercondutores, cuja característica distintiva é a condução elétrica com resistência absolutamente nula quando resfriados a temperaturas próximas ao zero absoluto, condição requerida para a sustentação dos fenômenos de supercondutividade. O hélio líquido, com um ponto de ebulição extremamente baixo de -268,9°C (-452,1°F), é empregado para manter os ímãs em um regime térmico criogênico, próximo a -273,15°C (-459,67°F), onde os efeitos da supercondutividade são maximizados, permitindo que a corrente elétrica circule sem dissipação de energia, o que é imperativo para a estabilidade e eficiência dos sistemas de RMN. Além de suas propriedades criogênicas, o hélio líquido apresenta-se como um fluido ideal devido à sua completa inércia química, ausência de toxicidade e caráter não inflamável, o que garante que, mesmo sob condições extremas de operação, não haja reatividade com os componentes circundantes, preservando tanto a segurança quanto a integridade estrutural do equipamento. Contudo, dada a escassez de reservas globais de hélio e os altos custos associados à sua produção e liquefação, iniciativas recentes têm focado no desenvolvimento de sistemas criogênicos alternativos, que buscam tanto a otimização do uso de hélio, mediante circuitos de reciclagem e recuperação do gás, quanto a substituição parcial ou total desse elemento por técnicas de resfriamento inovadoras, potencialmente baseadas em novos refrigerantes ou em avançados métodos termodinâmicos capazes de operar com menor dependência de hélio ou, idealmente, sem ele.
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Fontes:
– WolframAlpha (Pro)
– ENGHAG, Per. Encyclopedia of the elements: technical data-history-processing-applications. John Wiley & Sons, 2008.
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