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Helium – ein kostbarer Rohstoff

Helium map Air Liquid

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 ein kostbarer Rohstoff

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.


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Product Manager – Cryogenics & Materials science
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