گاز هلیوم

توضیحات

هلیوم گازی  از دسته گازهای نجیب  و به دلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متمایز ، کاربردهای زیادی دارد ؛ یعنی چگالی کم ، حلالیت کم و هدایت حرارتی بالا. عمدتاً ، مطالعات فراوان در پزشکی مربوط به هلیوم در امکان استفاده از آن به عنوان یک درمان کمکی در تعدادی از بیماریهای تنفسی مانند تشدید آسم ، COPD ، ARDS ، کروپ و برونشیتولیت متمرکز شده است. بنابراين اخيراً بنظر مي رسد كه گاز هليوم از نظر بيولوژيكي بي اثر است ، در مكانيسم هاي گوناگون در محافظت از ميوكارد از ايسكمي مفيد است. اگرچه محافظت عصبی از بافت مغز به اثبات رسیده است ، مکانیسم انجام این کار هنوز مشخص نشده است. جراحان به دلیل برتری آن در جلوگیری از اسیدوز تنفسی در بیماران با شرایط همراهی که باعث احتباس دی اکسید کربن می شوند ، با استفاده از هلیوم به جای دی اکسید کربن ، برای انسداد شکم بیمارانی که تحت عمل جراحی لاپاروسکوپی شکمی قرار گرفته اند ، تحقیق می کنند. برنامه های تازه کشف شده در رادیولوژی MRI ریوی و تصویربرداری از اندام با جزئیات بسیار خوب با استفاده از میکروسکوپ یون هلیوم فرصت های جدید مهیج را برای استفاده از گاز هلیوم در زمینه های پیشرفته فن آوری پزشکی باز کرده است.

هدایت حرارتی بالا هلیوم منجر به کاهش دمای بدن هنگام جاسازی بدن در هلیوم می شود که می تواند منجر به کاهش متابولیسم و ​​کاهش هزینه های انرژی شود . هیپوترمی در موشهای صحرایی که 75 درصد هلیوم را برای مدت طولانی تنفس می کردند ، القا شد. در انسان ، تنفس هلیوم برای دوره های کوتاه نشان داده نشده است که باعث تحریک هیپوترمی می شود . تاریخچه هلیوم به عنوان یک گاز درمانی در سال 1926 ، Sayers و Yant دریافتند که مخلوط هیدروژن و اکسیژن توسط انسان بدون ناراحتی و حیوانات بدون اثرات قابل ملاحظه قابل تنفس است. با توجه به حلالیت کمتر هلیوم در مقایسه با نیتروژن ، استفاده از مخلوط هلیوم و اکسیژن (هلیوکس) به جای نیتروژن و اکسیژن باعث کاهش تشکیل حباب های ازت و در نتیجه بیماری رفع فشار در غواصان در اعماق دریا می شود. در سال 1934 ، باراک برای اولین بار پیشنهاد کرد که از Heliox به عنوان یک گاز درمانی استفاده کند . از آنجا که یک مخلوط هلیوم / اکسیژن (21/79) دارای وزنی است که در مقایسه با هوا یک سوم است ، باراک با استفاده از این گاز سبکتر برای بهبود جریان اکسیژن در بیماران با انسداد مجاری هوایی فوقانی و تشدید آسم پیشنهاد کرد. مقدمه هلیوم یک گاز نجیب بسیار سبک ، بی بو ، بی مزه و بی رنگ با مشخصات ایمنی قوی و کاربردهای مختلف است. از احتراق پشتیبانی نمی کند. این منحصر به فرد است که نقطه جوش 452.1 درجه فارنهایت (268.9 درجه سانتیگراد) و نقاط ذوب 8458 درجه فارنهایت (272.2 درجه سانتیگراد) کمترین میزان در بین عناصر است. هلیوم دومین عنصر فراوان در جهان است. با وجود این ، اکثر هلیوم مورد استفاده یک محصول جانبی پوسیدگی رادیواکتیو در زیر زمین است و باید در حین تولید گاز طبیعی استخراج شود.

هلیوم برای مقاصدی مورد استفاده قرار می گیرد که به برخی از خصوصیات منحصر به فرد آن نیاز دارد:

تراکم پایین ، حلالیت پایین و هدایت حرارتی بالا. 7000 تن یا 22٪ کل هلیوم مورد استفاده شامل خنک شدن آهنرباهای ابر رسانا در اسکنرهای رزونانس مغناطیسی پزشکی (MRI) است. اگرچه معمولاً به عنوان بالابر در بالن ها و هواپیماهای هوایی شناخته می شود ، این استفاده کمتر از 7٪ از کل استفاده شده را به خود اختصاص می دهد . هلیوم سبکترین گاز نجیب (4 گرم در مول) است. تنها گاز با چگالی کمتر از هلیوم ، هیدروژن است . استفاده از هیدروژن به دلیل قابل اشتعال بودن در مخلوط های هوا محدودتر از هلیوم است. هلیوم (1717/0 گرم در لیتر) 86 درصد کمتر از هوای اتاق (293/1 گرم در لیتر) و 8 برابر کمتر از اکسیژن (1.429 گرم در لیتر) متراکم تر است (شکل 1). این خاصیت منحصر به فرد برای کاربردهای متعدد آن بسیار مهم است.