Helium – ein kostbarer Rohstoff
Helium ist das zweithäufigste Element im Universum, auf der Erde jedoch ist es ziemlich rar. Es wird beim radioaktiven Zerfall von z.B. Uran oder Radium gebildet. Der Großteil des so auf der Erde gebildeten Heliums hat sich in natürlichen Erdgas-Vorkommen gesammelt und kann daher durch fraktionierte Destillation aus Erdgas gewonnen werden.
75% des weltweit geförderten Heliums werden in den USA produziert (siehe Abbildung oben).
Helium ist ein nicht-regenerativer Rohstoff. Einmal an der Luft, steigt es auf und verlässt aufgrund seiner geringen Masse das Gravitationsfeld der Erde.
Helium ist wegen seiner besonderen Eigenschaften sehr gefragt. So wird es erst nahe dem absoluten Nullpunkt bei 4,2 K flüssig. Außerdem ist es das Element mit der größten bekannten chemischen Reaktionsträgheit. Es findet eine Vielzahl von Anwendungen in der Industrie, vor allem als Schutzgas und in der Forschung, vor allem als Kühlmittel. Details zu den Anwendungen sind in Wolfgang Sanders Artikel in Physik konkret vom September 2011 zu finden.
Globale Heliumlieferengpässe in den letzten Jahren, gepaart mit einer stabilen weltweiten Nachfrage, haben regelmäßige Preiserhöhungen nach sich gezogen. Der erhöhte Preis und die stellenweise mangelnde Verfügbarkeit führen vermehrt zu einem Umdenken. So werden in vielen Anwendungsbereichen eine Reduzierung des Verbrauchs, sowie die Rückgewinnung angestrebt.
Dieses Jahr laufen neue Quellen in den USA (Utah und Wyoming) an. Außerdem erhöht die Produktionsstätte in Orenburg, Russland ihre Kapazität. Damit werden Engpässe reduziert und der Heliummarkt kann sich entspannen. Jedoch wird es auf absehbare Zeit nicht zu einer Überproduktion kommen, da der Bedarf stetig zunimmt. Letztendlich ist mit einem weiteren Preisanstieg zu rechnen.In der Tieftemperaturforschung sind deshalb geschlossene Heliumkühlkreisläufe, die einem das zeitaufwändige Nachfüllen von flüssigem Helium ersparen, sehr gefragt.
Wir bieten zu allen unseren Geräten die mit flüssigem Helium arbeiten eine Lösung, um das abdampfende Heliumgas aufzufangen und wieder zu verflüssigen.
Alternativ werden auch Geräte mit geschlossenem Helium-Kreislauf angeboten, bei denen der Aufwand zum Kalthalten der Geräte drastisch reduziert ist; mehr Messzeit ist das Ergebnis.
Beispiele sind unsere Magnetometer MPMS3 bzw. PPMS-VSM, die mit einem kryogenfreien EverCool-Dewar ausgerüstet werden können.
Mit dem ATL bieten wir einen Heliumverflüssiger für Labors an und mit der Cryostation einen optischen plug-and-play-Kryostaten mit geschlossenem Heliumkreislauf. Generell kryogenfrei sind die Mess- bzw. Tieftemperaturplattformen VersaLab und DynaCool.
