지구의 헬륨은 언제 고갈될까요?

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헬륨은 우주에서 두 번째로 풍부한 원소이지만, 태양풍에 쉽게 날아가기 때문에 지구에서는 실제로 매우 드뭅니다.

미국 애리조나주 챔버스 인근 헬륨 광산의 채굴 작업. 사진: AZ Central — 미국 애리조나주 챔버스 인근 헬륨 광산의 채굴 작업. 사진: *AZ Central*

IFL Science 에 따르면, 헬륨은 풍선뿐만 아니라 전 세계적 으로 놀라운 특성과 다양한 용도로 활용되고 있습니다. 헬륨은 방사성 우라늄과 토륨의 자연 붕괴를 통해 생성되지만, 이 과정은 수십억 년이 걸립니다. 현재 헬륨은 지하 천연가스층에서 천연가스 정제의 부산물로 채취됩니다.

헬륨은 매우 가볍기 때문에 용기나 생산 과정에서 손실된 헬륨은 대기권 가장자리로 떠내려가 태양풍에 의해 날아갑니다. 미국 화학회(American Chemical Society)에 따르면, 이것이 바로 헬륨이 유일하게 진정으로 재생 불가능한 자원으로 묘사되는 이유입니다. 세인트루이스 워싱턴 대학교의 소피아 헤이즈 교수는 "지구에서 헬륨이 생성되려면 수천 년이 걸립니다. 헬륨은 주기율표 전체에서 지구를 벗어나 우주로 나가는 유일한 원소입니다."라고 말합니다.

헬륨은 매우 차가워서 유용합니다. 모든 원소 중 끓는점이 -268.9°C로 가장 낮습니다. 따라서 MRI 장비의 초전도 자석을 냉각하는 데 특히 적합하며, 로켓 연료로도 사용할 수 있습니다. 블룸버그에 따르면 스위스의 대형 강입자 충돌기(LHC)는 가동하는 데 매주 약 120톤의 헬륨이 필요합니다.

"헬륨은 재생 불가능한 자원입니다. NASA와 SpaceX는 로켓 연료로 헬륨을 필요로 합니다. MRI 장비에도 헬륨이 필요합니다. 제약 산업과 국방부도 헬륨에 의존하고 있습니다. "라고 노스웨스턴 대학교 물리학과 빌 핼퍼린 교수는 말했습니다.

1920년 풍선용으로 설립된 미국 연방 헬륨 비축 시스템은 전 세계 헬륨의 약 40%를 공급합니다. 이제 이 공급량이 몇 달 안에 민간 부문에 판매될 수 있으며, 이는 헬륨 공급망에 큰 차질을 빚을 수 있습니다. 카타르, 탄자니아, 알제리 등 상당량의 헬륨 자원을 보유한 국가는 극소수에 불과합니다. 러시아 또한 새로운 헬륨 공장을 건설할 계획이지만, 우크라이나 내전으로 인해 계획이 불투명해질 수 있습니다.

세계 헬륨 매장량 추정치는 매우 다양합니다. 2019년, 세인트앤드루스 대학교 화학과 명예교수인 데이비드 콜-해밀턴은 각국이 헬륨 재활용에 더 많은 노력을 기울이지 않는다면 전 세계에 10년치의 헬륨만 남을 것이라고 추정했습니다. 헬륨의 남은 유효 수명에 대한 가장 정확한 추정치는 100년에서 200년이었습니다.

안캉 ( IFL Science 에 따르면)

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