الهيليوم.. شريان الحياة التقنية و"المبرد الأعظم"

[الباسل]

غاز الهيليوم .. شريان الحياة التقنية و"المبرد الأعظم"

الهيليوم اكتُشف لأول مرة عام 1868 (شترستوك)

تسنيم حسناوي
4/4/2026
الهيليوم (He) غاز أحادي الذرة ينتمي إلى عائلة الغازات النبيلة (الخاملة)، ويعد ثاني أخف العناصر وأكثرها وفرة في الكون بعد الهيدروجين. وعلى الرغم من انتشاره الواسع في الفضاء، فإنه يبقى موردا محدودا على كوكب الأرض نتيجة صعوبة استخراجه وندرته النسبية في الغلاف الجوي.
ومع تصاعد الاعتماد على التقنيات المتقدمة، تحوّل الهيليوم إلى عنصر حاسم في بنية الاقتصاد الرقمي، إذ يدخل في تشغيل منظومات صناعية دقيقة تبدأ من آلات الليثوغرافيا المستخدمة في إنتاج أشباه الموصلات والرقائق الإلكترونية، وصولا إلى البنية التحتية لمراكز البيانات والتخزين السحابي.
وفي ظل التوترات الجيوسياسية بسببالحرب الأمريكية الإسرائيلية الإيرانيةالتي اندلعت يوم 28 فبراير/شباط 2026 وأثرت على سلاسل الإمداد العالمية، يبرز الهيليوم بوصفه "المبرد الأخير" الذي يقوم عليه استمرار الابتكار التكنولوجي.

ما الهيليوم؟

غاز أحادي الذرة عديم اللون والرائحة والطعم ويترأس مجموعة الغازات النبيلة في الجدول الدوري، وهو ثاني أخف عنصر في الكون بعد الهيدروجين.
اكتُشف الهيليوم لأول مرة عام 1868 على يد الفلكي الفرنسي بيير جانسن في أثناء دراسته الطيف الضوئي للشمس في حالة كسوف شمسي كامل، حين لاحظ خطوطا طيفية لم تتطابق مع أي عنصر معروف على الأرض. وقد سُمّي الهيليوم بهذا الاسم نسبة إلى الكلمة اليونانية "هيليوس" التي تعني "الشمس"، تقديرا لاكتشافه أولا في هالة الشمس.

الهيليوم يُستخدم غازَ حماية في عمليات اللحام (غيتي)

وفي عام 1907، أثبت العالم إرنست رذرفورد أن جسيمات "ألفا" الناتجة عن التحلل الإشعاعي هي في الواقع ذرات هيليوم فقدت إلكتروناتها، مؤكدا وجود العنصر أيضا على الأرض.
يتميّز الهيليوم بخصائص فيزيائية فريدة، إذ يمتلك أدنى درجة غليان بين جميع العناصر عند نحو -268.9 درجة مئوية، وأدنى درجة تجمد عند -272.2 درجة مئوية. كما يعد الغاز الوحيد الذي لا يمكن تحويله إلى الحالة الصلبة عبر خفض الحرارة فقط، بل يتطلب ذلك أيضا تعريضه لضغط مرتفع.

وعند تبريده إلى درجات تقترب من الصفر المطلق، يتحول الهيليوم السائل إلى حالة تعرف بـ"الميوعة الفائقة"، وهي حالة يفقد فيها السائل مقاومته للحركة تماما، ويظهر سلوكا غير مألوف فيتدفق من دون لزوجة، ويتحرك عكس الجاذبية، كما يستطيع التسلل عبر أدق المسام والفتحات.
ويتكون معظم الهيليوم الموجود على الأرض نتيجة عمليات التحلل الإشعاعي لعناصر ثقيلة مثل اليورانيوم والثوريوم في باطن الأرض، ثم يتجمع داخل مكامن الغاز الطبيعي. ولهذا يستخرج تجاريا في الغالب بوصفه منتجا ثانويا في أثناء عمليات معالجة وتسييل الغاز، خاصة عندما تتجاوز نسبته حدودا معينة تتيح جدوى اقتصادية. وتبرز كل منالولايات المتحدةوقطروالجزائر ضمن أهم الدول المنتجة والموردة له عالميا.

ويصنف الهيليوم موردا غير متجدد، إذ يتشكل عبر عمليات جيولوجية تستغرق ملايين السنين، في حين يفقد بسهولة بمجرد إطلاقه في الغلاف الجوي، حيث يرتفع تدريجيا حتى يتسرب إلى الفضاء الخارجي، مما يجعله عمليا غير قابل للاسترداد.
ويفسر هذا الارتباط الوثيق بين إنتاج الهيليوم وصناعة الغاز الطبيعي حساسية إمداداته لأي اضطراب في سلاسل الطاقة، إذ يؤدي تعطل عمليات الاستخراج أو التسييل إلى انخفاض مباشر في الكميات المتاحة منه عالميا، وهو ما يعزز من طبيعته موردا إستراتيجيا محدودا.

تصنيعه وتخزينه ونقله

الهيليوم عنصر خامل لا يشكل مركبات كيميائية، لذا لا يُصنع أو يُركب في المختبرات، بل يُستخرج طبيعيا منتجا ثانويا. وتتم إدارة إنتاجه وتخزينه وتصديره وفق آليات دقيقة لضمان استمرارية إمداداته للصناعات الحيوية.

الاستخراج (الإنتاج):
يُستخرج الهيليوم في أثناء معالجة الغاز الطبيعي المسال، ويعني ذلك أن أي توقف في إنتاج الغاز الطبيعي يعني تلقائيا نقص الهيليوم.
ويُفصل الغاز الطبيعي المسال ويُنقّى من الغاز الطبيعي الخام، وتشمل طرق الفصل الرئيسية التقطير بالتبريد، فيُبرّد خليط الغاز الطبيعي إلى درجات منخفضة جدا لتسييل الغاز الطبيعي، بينما يبقى الهيليوم غازيا ليتم جمعه.
ومن الطرق الأخرى "الامتزاز المتأرجح بالضغط" (Pressure Swing Adsorption – PSA) الذي يستخدم مواد ماصة لفصل الهيليوم عن المكونات الأخرى.
ويمكن الحصول عليه أيضا منتجا ثانويا في أثناء تكرير خام اليورانيوم أو من التحلل الإشعاعي للعناصر الثقيلة، وأحيانا من تبخير الهواء السائل، رغم أن هذه الطريقة محدودة اقتصاديا بسبب ضآلة الكميات الناتجة.
- التخزين:
يخزن الهيليوم بكميات كبيرة في مرافق عميقة تحت الأرض، مثل "احتياطي الهيليوم الأمريكي" في أماريلو بتكساس، لضمان توافره على المدى الطويل.
ولتعويض التسرب السريع إلى الغلاف الجوي والفضاء، تعتمد بعض الشركات على أنظمة إعادة تدوير مغلقة تلتقط الغاز المتبخر وتعيد تسييله، مما يحافظ على الموارد ويحد من الخسائر.
ولأغراض النقل والتصدير التجاري، يخزن الهيليوم في حاويات مخصصة، حيث تُصدر دولة قطر، على سبيل المثال، إنتاجها عبر شحن نحو 2300 حاوية شحن مخصصة سنويا لنقله إلى الأسواق العالمية.

- التصدير:
بمجرد تسييل الهيليوم ووضعه في حاويات الشحن، يبدأ "عداد الموت" الاقتصادي، إذ يجب أن تصل شحنة الهيليوم في 45 يوما فقط داخل حاويات حفظ تشبه "ترمس" الشاي، وإذا تأخرت السفينة، سيبدأ الغاز بالغليان والضغط على الحاوية، مما يضطر المهندسين لتنفيسه في الهواء لتجنب الانفجار، فتضيع ملايين الدولارات في ثوان.
وتتحكم عدد محدود من الدول في الإمدادات العالمية للهيليوم، أبرزها الولايات المتحدة وقطروالجزائروروسيا، وتتعدد وسائل تصديره بحسب كل دولة.
وتصدر قطر أكثر من ملياري قدم مكعب سنويا عبر نحو 2300 حاوية شحن مخصصة للأسواق العالمية، بينما توفر الجزائر سوقا مستقرة لأوروبا عبر خطوط أنابيب الغاز المتوسطية.

الهيليوم السائل يعد ضروريا لتشغيل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (غيتي)

أهم الاستخدامات الصناعية والتقنية
رغم خموله الكيميائي، يشكل الهيليوم عنصرا محوريا في عدد من القطاعات الحيوية، إذ يدخل في تشغيل تقنيات متقدمة تمتد من الطب إلى الفضاء والاقتصاد الرقمي:

- الطب والغوص:
يخلط الهيليوم مع الأكسجين لتحسين التنفس لدى مرضى الجهاز التنفسي، كما يستخدم في أسطوانات الغوص العميق لتقليل مخاطر التخدير بالنيتروجين ومرض انخفاض الضغط.
ويُستخدم الهيليوم السائل أيضا في تبريد المغناطيسات فائقة التوصيل، مما يجعله ضروريا لتشغيل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي.

- التبريد العميق والبحث العلمي:
يوفر الهيليوم السائل بيئة تشغيل فائقة البرودة اللازمة لمسرعات الجسيمات، مثل مصادم الهادرونات الكبير والحواسيب الكمومية، التي تتطلب درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق (أدنى درجة حرارة ممكنة فيزيائيا).

- التكنولوجيا وأشباه الموصلات:
يمثل الهيليوم عنصرا حاسما في صناعة الرقائق الإلكترونية المتقدمة، إذ يستخدم في تبريد أنظمة الطباعة الضوئية الفائقة الدقة (الأشعة فوق البنفسجية الشديدة) لمنع تلف المكونات الدقيقة.
وتبين بيانات شركة "إيه إس إم إل" أن أي اضطراب في إمداداته يؤدي إلى تراجع كفاءة الإنتاج. ويؤثر ذلك مباشرة في سلاسل توريد المعالجات المستخدمة في تقنيات الذكاء الاصطناعي لدى شركات مثل نيفيديا وآبل.

- مراكز البيانات والتخزين السحابي:
يدخل الهيليوم في تشغيل أقراص التخزين الصلبة ذات السعات الكبيرة داخل مراكز البيانات، إذ يضخ داخلها لتقليل الاحتكاك والاضطراب الميكانيكي. ويسهم ذلك في تحسين كفاءة التشغيل وخفض استهلاك الطاقة، وهو عامل حاسم في إدارة البنية التحتية للبيانات الضخمة.

- الصناعة والفضاء:
يُستخدم الهيليوم غازَ حماية في عمليات اللحام وصناعة الألياف الضوئية، إذ يوفر بيئة معزولة تمنع تفاعل المعادن مع الأكسجين. كما يدخل في تبريد بعض المفاعلات، ويستخدم للحفاظ على استقرار وقود الصواريخ في أثناء عمليات الإطلاق.

- المناطيد والبالونات:
يعد الهيليوم الخيار الآمن لملء المناطيد وبالونات الطقس والاحتفالات، نظرا لأنه أخف من الهواء وغير قابل للاشتعال، مما يمنحه أفضلية واضحة على الهيدروجين.

المصدر: مواقع إلكترونية + الجزيرة نت