Mississippi Eyalet Üniversitesi'ndeki (MSU) MRI makinesi, fizikçilere atomların nasıl bağ oluşturduğunu göstermek için üç güçlü mıknatıs kullanıyor. Kimyacılar ve biyologlar yeni polimerler geliştirmek ve bakterilerin yüzeylere nasıl bağlandığını incelemek için MRI'yı kullanıyor. Değerli bir yatırım. Bütün bunların işe yaraması için sürekli olarak yetersiz kalan bir elemente ihtiyaç vardır: Helyum. MSU, MRI mıknatıslarının içindeki süper iletken bobini eksi 269°C'ye soğutmak için gerekli olan maddeyi sıvı formuna dönüştürmek için her on iki haftada bir 5.000 ila 6.000 ABD Doları ödüyor.
Duyuru
Merkezin müdürü Nicholas Fitzkee, “Bu, şu ana kadar burada sahip olduğumuz en büyük masraf” diyor. “Kullanıcı ücretlerimizi belirleyen fiyat, sıvı helyumun satın alınmasına bağlıdır ve maliyeti geçen yıl neredeyse iki katına çıktı.” Helyum mükemmel bir ısı iletkenidir. Diğer malzemelerin çoğunun katı halde donacağı mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda helyum sıvı kalır. Bu onu çok soğuk tutulması gereken her şey için mükemmel bir soğutucu yapar.
Bu nedenle sıvı helyum, manyetik rezonans görüntüleme ve hatta çeşitli füzyon reaktörleri de dahil olmak üzere süper iletken mıknatıslar kullanan tüm teknik işlemler için gereklidir. Helyum ayrıca James Webb Uzay Teleskobu'ndaki parçacık hızlandırıcıları, kuantum bilgisayarları ve kızılötesi dedektörleri de soğutur. Bir gaz olarak madde, yarı iletken fabrikalarında hasarı önlemek için silikondan ısıyı aktarır. Helyum kaynakları bulma konusunda İngiliz uzman ve “Doğal Kaynak Olarak Helyumun Geleceği” kitabının ortak yazarı Richard Clarke, “Bu geleceğimiz için çok önemli” diyor. Nitekim Avrupa Birliği helyumu 2023 yılı için kritik hammaddeler listesine almış durumda, Kanada'da da durum benzer.
Helyum, bulunabilirliği her zaman az olsa bile, teknik ilerleme tarihinde her zaman önemli bir rol oynamıştır. Peki gelecekte talep nasıl değişecek? Bazı ülkeler geçmişte sürekli helyum tedarikini sağlamak için şaşırtıcı derecede aşırı önlemler almıştı. Bir örnek: Haziran 1975 gibi erken bir tarihte, Westinghouse mühendisi H. Richard Howland, MIT Technology Review dergisinin o zamanki baskısında, helyumun onlarca yıl boyunca depolanacağı tartışmalı bir ABD programı hakkında yazmıştı. Bugün bile element şaşırtıcı derecede nadirdir. Küresel tedarik öncelikle yalnızca üç ülkeye (ABD, Katar ve Cezayir) ve 15'ten az şirkete bağlı.
Yüksek teknoloji ihtiyaçları
Kaynakların çok az olması nedeniyle helyum piyasası aksamalara karşı özellikle hassastır. Bir üretim tesisi arızalanırsa veya bir savaş çıkarsa, element aniden kıt hale gelebilir. MRT Merkezi müdürü Fitzkee'nin tespit ettiği gibi, helyum fiyatı son yıllarda hızla arttı ve bu durum hastaneler ve araştırma tesisleri üzerinde baskı yarattı. Helyum uzmanı ve endüstri danışmanı Phil Kornbluth'a göre, 2006 yılından bu yana küresel pazarda en az dört kıtlık yaşandı. Aynı zamanda, Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'na (USGS) göre helyumun fiyatı 2020'den bu yana neredeyse iki katına çıkarak metreküp başına 7,57 dolardan 2023'te tüm zamanların en yüksek seviyesi olan 14 dolara yükseldi.
Fitzkee'nin de aralarında bulunduğu bazı araştırma laboratuvarları helyum geri dönüşüm sistemleri kuruyor. Manyetik rezonans tomografi üreticileri şu anda daha az helyum gerektiren yeni nesil görüntüleme sistemleri üzerinde çalışıyor. Ancak bilgisayar ve havacılık da dahil olmak üzere dünyanın ileri teknoloji endüstrilerinin çoğu, gelecekte bugün olduğundan çok daha fazla helyuma ihtiyaç duyacak. Şu anda endüstriyel ekoloji alanında doktora çalışması yapan Waterloo Üniversitesi'nden Ankesh Siddhantakar, “Sonuçta helyum giderek daha pahalı hale geliyor” diyor. “Ucuz helyum dönemi muhtemelen sona erdi.”
Helyum, periyodik tabloda yalnızca iki protona (ve dolayısıyla iki elektrona) sahip olan ikinci elementtir. Helyum atomları, basit yapıları sayesinde hidrojenden sonra en küçük ve en hafif atomlar arasındadır. Son derece stabildirler ve diğer maddelerle kolayca reaksiyona girmezler, bu da onların endüstriyel veya kimyasal işlemlere dahil edilmesini kolaylaştırır. Son yıllarda sıvı helyumun önemli bir kullanımı, doktorların organları, kasları ve kan damarlarını incelemesine yardımcı olan MRI tarayıcılarındaki mıknatısları soğutmak olmuştur. Ancak helyumun maliyeti o kadar arttı ve arzı o kadar tutarsız ki hastaneler başka seçenekler arıyor. Philips ve GE HealthCare gibi MRI makinesi üreticileri artık önceki nesillere göre çok daha az helyum gerektiren tarayıcılar sunuyor. Halihazırda kurulmuş olan yaklaşık 50.000 MRI sistemini dönüştürmek yıllar alacak olsa da bu yardımcı olabilir.
Diğer endüstriler de helyumdan kaçınmanın yollarını buluyor. Kaynak atölyeleri artık bazı işlerin yerine argon ve hatta hidrojen kullanıyor; kimyagerler ise kimyasal karışımları ayırma işlemi olan gaz kromatografisi için hidrojene geçti. Ancak çoğu uygulama için helyuma iyi bir alternatif yoktur. Ayrıca elementin gaz olarak kullanıldığında geri dönüşümü çok daha zordur. Örneğin yarı iletken fabrikalarında helyum gazı, silikonun etrafındaki ısıyı dağıtarak hasarı önler ve silikonu istenmeyen reaksiyonlardan korur. Kısmen yapay zeka patlamasının da etkisiyle bilgisayarlara olan talebin artmasıyla birlikte, Amerika Birleşik Devletleri yeni fabrikalar inşa etmek için yoğun yatırım yapıyor ve bu da muhtemelen helyum talebini artıracak. Kornbluth, “Çip üretiminin önümüzdeki birkaç yıl içinde en önemli uygulama haline geleceğine şüphe yok” diyor.
Haberin Sonu
Duyuru
Merkezin müdürü Nicholas Fitzkee, “Bu, şu ana kadar burada sahip olduğumuz en büyük masraf” diyor. “Kullanıcı ücretlerimizi belirleyen fiyat, sıvı helyumun satın alınmasına bağlıdır ve maliyeti geçen yıl neredeyse iki katına çıktı.” Helyum mükemmel bir ısı iletkenidir. Diğer malzemelerin çoğunun katı halde donacağı mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda helyum sıvı kalır. Bu onu çok soğuk tutulması gereken her şey için mükemmel bir soğutucu yapar.
Bu nedenle sıvı helyum, manyetik rezonans görüntüleme ve hatta çeşitli füzyon reaktörleri de dahil olmak üzere süper iletken mıknatıslar kullanan tüm teknik işlemler için gereklidir. Helyum ayrıca James Webb Uzay Teleskobu'ndaki parçacık hızlandırıcıları, kuantum bilgisayarları ve kızılötesi dedektörleri de soğutur. Bir gaz olarak madde, yarı iletken fabrikalarında hasarı önlemek için silikondan ısıyı aktarır. Helyum kaynakları bulma konusunda İngiliz uzman ve “Doğal Kaynak Olarak Helyumun Geleceği” kitabının ortak yazarı Richard Clarke, “Bu geleceğimiz için çok önemli” diyor. Nitekim Avrupa Birliği helyumu 2023 yılı için kritik hammaddeler listesine almış durumda, Kanada'da da durum benzer.
Helyum, bulunabilirliği her zaman az olsa bile, teknik ilerleme tarihinde her zaman önemli bir rol oynamıştır. Peki gelecekte talep nasıl değişecek? Bazı ülkeler geçmişte sürekli helyum tedarikini sağlamak için şaşırtıcı derecede aşırı önlemler almıştı. Bir örnek: Haziran 1975 gibi erken bir tarihte, Westinghouse mühendisi H. Richard Howland, MIT Technology Review dergisinin o zamanki baskısında, helyumun onlarca yıl boyunca depolanacağı tartışmalı bir ABD programı hakkında yazmıştı. Bugün bile element şaşırtıcı derecede nadirdir. Küresel tedarik öncelikle yalnızca üç ülkeye (ABD, Katar ve Cezayir) ve 15'ten az şirkete bağlı.
Yüksek teknoloji ihtiyaçları
Kaynakların çok az olması nedeniyle helyum piyasası aksamalara karşı özellikle hassastır. Bir üretim tesisi arızalanırsa veya bir savaş çıkarsa, element aniden kıt hale gelebilir. MRT Merkezi müdürü Fitzkee'nin tespit ettiği gibi, helyum fiyatı son yıllarda hızla arttı ve bu durum hastaneler ve araştırma tesisleri üzerinde baskı yarattı. Helyum uzmanı ve endüstri danışmanı Phil Kornbluth'a göre, 2006 yılından bu yana küresel pazarda en az dört kıtlık yaşandı. Aynı zamanda, Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'na (USGS) göre helyumun fiyatı 2020'den bu yana neredeyse iki katına çıkarak metreküp başına 7,57 dolardan 2023'te tüm zamanların en yüksek seviyesi olan 14 dolara yükseldi.
Fitzkee'nin de aralarında bulunduğu bazı araştırma laboratuvarları helyum geri dönüşüm sistemleri kuruyor. Manyetik rezonans tomografi üreticileri şu anda daha az helyum gerektiren yeni nesil görüntüleme sistemleri üzerinde çalışıyor. Ancak bilgisayar ve havacılık da dahil olmak üzere dünyanın ileri teknoloji endüstrilerinin çoğu, gelecekte bugün olduğundan çok daha fazla helyuma ihtiyaç duyacak. Şu anda endüstriyel ekoloji alanında doktora çalışması yapan Waterloo Üniversitesi'nden Ankesh Siddhantakar, “Sonuçta helyum giderek daha pahalı hale geliyor” diyor. “Ucuz helyum dönemi muhtemelen sona erdi.”
Helyum, periyodik tabloda yalnızca iki protona (ve dolayısıyla iki elektrona) sahip olan ikinci elementtir. Helyum atomları, basit yapıları sayesinde hidrojenden sonra en küçük ve en hafif atomlar arasındadır. Son derece stabildirler ve diğer maddelerle kolayca reaksiyona girmezler, bu da onların endüstriyel veya kimyasal işlemlere dahil edilmesini kolaylaştırır. Son yıllarda sıvı helyumun önemli bir kullanımı, doktorların organları, kasları ve kan damarlarını incelemesine yardımcı olan MRI tarayıcılarındaki mıknatısları soğutmak olmuştur. Ancak helyumun maliyeti o kadar arttı ve arzı o kadar tutarsız ki hastaneler başka seçenekler arıyor. Philips ve GE HealthCare gibi MRI makinesi üreticileri artık önceki nesillere göre çok daha az helyum gerektiren tarayıcılar sunuyor. Halihazırda kurulmuş olan yaklaşık 50.000 MRI sistemini dönüştürmek yıllar alacak olsa da bu yardımcı olabilir.
Diğer endüstriler de helyumdan kaçınmanın yollarını buluyor. Kaynak atölyeleri artık bazı işlerin yerine argon ve hatta hidrojen kullanıyor; kimyagerler ise kimyasal karışımları ayırma işlemi olan gaz kromatografisi için hidrojene geçti. Ancak çoğu uygulama için helyuma iyi bir alternatif yoktur. Ayrıca elementin gaz olarak kullanıldığında geri dönüşümü çok daha zordur. Örneğin yarı iletken fabrikalarında helyum gazı, silikonun etrafındaki ısıyı dağıtarak hasarı önler ve silikonu istenmeyen reaksiyonlardan korur. Kısmen yapay zeka patlamasının da etkisiyle bilgisayarlara olan talebin artmasıyla birlikte, Amerika Birleşik Devletleri yeni fabrikalar inşa etmek için yoğun yatırım yapıyor ve bu da muhtemelen helyum talebini artıracak. Kornbluth, “Çip üretiminin önümüzdeki birkaç yıl içinde en önemli uygulama haline geleceğine şüphe yok” diyor.
Haberin Sonu