en av de mest rikliga elementen i universum blir svårare att komma med.
Helium går in i mycket mer än ballonger. Eftersom gasen är inert och har extrema smältpunkter och kokpunkter—både nära absolut noll—använder forskare det i kryogenik, högenergiacceleratorer, bågsvetsning och kisel wafertillverkning. En kraftig minskning av tillgången på helium kan tvinga sjukhus att ersätta kostsamma magneter för MRT eller begränsa patientens tillgång till dem.,
Den federala regeringen, som innehåller helium priser, meddelade i April att helium priser skulle spike från $75.75 per tusen kubikfot (Mcf) i FY 2012 till $84 per Mcf i FY 2013. (Förra året steg priserna bara 75 cent.) Denna prishöjning, tillsammans med osäker federal politik (och en märklig industriuppställning till att börja med), hotar att skapa brist. Så här är det.
Helium Hotspot
även om helium är det näst vanligaste elementet i universum, blöder det mesta i jordens atmosfär ut i rymden., Helium används för industriella ändamål är en biprodukt av naturgasproduktion, och Texas Panhandle är USA: s helium huvudstad. I naturgasfält nära Amarillo, den amerikanska regeringen upprätthåller landets största helium förråd. Regeringen satte den där tillbaka i 1925 eftersom naturgas som produceras på gasfälten mellan Amarillo och Hugoton, Kan., har en mycket hög heliumkoncentration-upp till 1,9 procent.
även om andra länder producerar helium, är naturgasfälten på andra håll runt om i världen mycket mindre heliumrika än de nära Amarillo., Eftersom helium var avgörande för militär rekognosering och rymdutforskning i mitten av 20-talet, gav kongressen mandat att regeringen uppmuntrar privata heliumproducenter rikstäckande att sälja sitt helium till regeringen och lagra det nära Amarillo som en del av Federal Helium Program.
enbart USA producerar 75 procent av världens helium
idag producerar USA enbart 75 procent av världens helium., Nästan hälften av den totala, eller ungefär 30 procent av världens heliumförsörjning, kommer från US Federal Helium Reserve. Denna reserv hålls i en stor naturlig underjordisk reservoar nära Amarillo kallas Bush Dome. Kupolen är ansluten till en rörledning som förbinder det lagrade heliumet med närliggande heliumraffineringsanläggningar och naturgasfälten i Kansas.
ändå är den amerikanska reserven i fara., Mellan 10 och 12 miljarder kubikfot återvinnings helium förväntas förbli i reservoaren i slutet av 2014, Walter Nelson, chef för helium sourcing för Luftprodukter och kemikalier, Inc., berättade den amerikanska senaten energi och naturresurser kommittén i Maj. ”Vid nuvarande produktionstakt på cirka 2 miljarder kubikfot per år, kan reservoaren fortsätta att producera helium i fem till sex år.,”Men, sade han, datormodellering som förutspår mängden helium reservoaren kommer att kunna producera, med tanke på dess komplexa geologi, har fastställt att reservoaren produktionstakten ”kommer att sjunka till cirka 1 miljard kubikfot per år efter 2014,” sade han. ”Som ett resultat kommer reservoarens användbara livslängd att förlängas till 2018 eller kanske till och med 2020.”
och på grund av politik kan reserven inte göra det ens så långt.
en statlig brist?,
där kongressen en gång gav order om att den federala regeringen skulle hålla en reserv av denna avgörande gas, vände den kursen flera decennier senare. 1996 flyttade kongressen för att privatisera det federala heliumprogrammet, vilket krävde att alla regeringens heliumleveranser skulle säljas av 2015. ”Lagstiftningen i 1996 säger att vi skulle få ut av helium företag”, säger Joe Peterson, Bureau of Land Management assistant field manager för helium i Amarillo. ”Hoppet var 2015, när reserven såldes ner, att nya källor till helium skulle vara online och ta upp efterfrågan., Det har dock inte hänt än.”
även om nya privata heliumproduktionsanläggningar kommer online under de kommande åren-inklusive en Wyoming-anläggning som förväntas öppnas senare i år-har den privata industrin inte varit lika intresserad av att producera helium som kongressen hoppades. Tills fler företag börjar producera helium på egen hand, lämnas konsumenterna med spikningspriser och åtstramning av leveranser.
under det federala systemet är dessa priser instabila delvis eftersom de har mindre att göra med utbud och efterfrågan än de gör om behovet av regeringen, under USA, Bureau of Land Management, att betala av kostnaden för att skapa Federal Helium Reserve, enligt David Joyner, ordförande i Air Liquide Helium America, som vittnade inför senaten energi och naturresurser kommittén i Maj. Heliumpriserna fastställdes av BLM baserat på beloppet av den återstående $1 miljarder skulden som regeringen ådragit sig efter att den köpt sin heliumlager 1960 och hur mycket av den reserven som lämnades.,
”eftersom den ursprungliga basprissättningen av federal helium började på under marknadsnivåer, gör BLM, på rekommendation av National Academy of Sciences, nu oförutsägbara ökningar för att anpassa sig till basprissättningen upp till marknadsnivåer och att införliva ytterligare avgifter för kostnader som är specifika endast för driften av BLM-reserven”, sa han till kommittén. Denna oregelbundna prissättning, sade han, ” driver upp priset på helium för alla konsumenter, inte bara här i USA, men också runt om i världen när BLM rå pris justeras.,”
när Helium torkar upp
När heliumreserver stramar kan den största effekten vara på hälso-och sjukvård och småskalig vetenskaplig forskning. Till exempel kan en brist begränsa förmågan att få en MR, också, om skannrar blir svåra att underhålla med lite helium som finns.
”Helium är absolut nödvändigt för MR-produktion”, säger Tom Rauch, global sourcing manager för GE Healthcare, en av de största tillverkarna av MR-system. Den viktigaste komponenten i ett MR-system är en stor magnet som innehåller supraledande tråd kyld till 4,2 Kelvin, eller minus 452 F., ”Helium är för närvarande det enda elementet på jorden som effektivt kan hålla magneten så kall och därmed möjliggöra den höga fältstyrkan, stabila och enhetliga magnetfält som gör moderna MR-system möjliga”, säger han.
och han säger, även om företag som GE försöker spara så mycket helium som möjligt under tillverkningsprocessen, behöver MR-maskiner mycket det: upp till 10 000 liter helium, med upp till 2000 liter kvar i ett förseglat vakuumsystem runt magneten.,
”om försörjningsbegränsningen på helium fortsätter oförminskad kan det vara mycket skadligt för patientvården”, säger han. ”Om det inte fanns något helium för att ordentligt betjäna en MR, kan en ”släckning” eller plötslig avkokning inträffa. Även om det inte finns någon omedelbar säkerhetsrisk för patienten, en magnet kan upprätthålla permanenta skador och kan behöva bytas ut—en dyr och tidskrävande process.”
andra vetenskapliga områden kanske inte kräver en sådan gasvolym., Men enligt Moses Chan, en Penn State University physics professor och medlem av en nationell Forskningsrådskommitté som studerar effekterna av att sälja heliumreserven, svarar de bidrag som finansierar dessa forskare inte för flyktiga prisvängningar.
en väg ut?,
det är inte möjligt att få regeringen ut ur helium-verksamheten ännu, säger Nelson, eftersom den privata industrins svar på den nödvändiga Statliga försäljningen har varit för långsam och geologin i heliumreservoaren nära Amarillo är för komplex för att helt enkelt sälja helium som lagras inuti och sedan stänga dörrarna. ”Om ventilen helt enkelt lämnades vidöppen för att tömma hela utbudet på en gång, skulle värdefullt helium vara strandsatt i marken och aldrig återhämtat sig”, sa han.,
det är inte möjligt att få ut regeringen ur helium-verksamheten ännu
den amerikanska senaten överväger ett lagförslag som heter Helium Stewardship Act från 2012. Det skulle förlänga 2015-tidsfristen för avyttringen av Federal Helium-programmet och tillåta den federala regeringen att fortsätta leverera världsmarknaden med helium och sälja den till marknadspriser istället för statliga priser., Nelson vittnade på uppdrag av räkningen och sade att om det inte är godkänt, kommer finansieringsmekanismen för BLM: s heliumoperationer att löpa ut och lämnar forskare och Mr-tillverkare i kylan i slutet av nästa år. Men kongressen har inte vidtagit några åtgärder på räkningen sedan introduktionen i April.