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Nun ja
Autor: fanreisender 12.05.22 - 15:23
1. Wie entsteht überhaupt Helium auf der Erde?
Helium ist häufig, sehr häufig sogar. Zweithäufigstes Element im Universum. Allerdings ist das nächste Heliumbergwerk ziemlich weit weg und auch die Bedingungen für die Bergarbeiter beim Abbau dürften nicht die volle Zustimmung der zuständigen Gewerkschaften finden ...
Genug des Unsinns. Die Heliumatome der Erde waren in einem früheren Leben Alphateilchen, die in einem noch früheren Leben aus radioaktiven Materialien entstanden sind. Durch Elektronenklau wurden aus den Alphateilchen Neutronen oder eben Helium. Diffusionsfähig wie Helium nun einmal ist, kroch das zur erdoberfläche und entschwand wegen seiner großen freien Weglänge im Weltraum.
Nun, nicht alles Helium ...
Manchmal gab es geologische Strukturen in denen Methan aus dem Zerfall organischer Verbindungen nicht allzu schnell an die Oberfläche gelangen konnte. Wenn dann neben der oragnischen auch noch radioaktive Materie lagerte, gab das dann ein Methan/Helium-Gemisch, das eine Weile gefangen blieb.
2. Was macht man mit dem Helium?
Manchmal gar nichts. Nach Anbohren einer alten Methan/Helium-Blase landet das Erdgas in irgendeinem Prozess - z.B. einer Gasheizung - und dort brennt das Helium ziemlich schlecht. Helium ist dann neben Wsaser und Kohlendioxid ein Teil des Abgases.
Die Amerikaner fanden ziemlich schnell Erdgasquellen mit bis zu 15% Heliumanteil und trennten das Helium ab. Ganz nebenbei hätten das auch die deutschen Luftschiffentwickler kaufen können, wenn sie denn je welches bestellt hätten ...
In der heutigen Zeit wird viel Erdgas für den Transport verflüssigt. CO2 wird dabei fest und wird abfiltriert, das Helium lässt sich nicht verflüssigen und bleibt als Restgas übrigt. Und wenn man es schon einmal hat, kann man es auch reinigen und verkaufen.
3. Was macht das Helium in der Atmosphäre
Es haut ab. Helium und Wasserstoff diffundieren gegen die Gravitation in den Weltraum. Das helium in der Atmosphäre verschwindet, wenn aus dem Erdinneren nichts nachdiffundiert. -
Re: Nun ja
Autor: MikeMan 12.05.22 - 19:12
Danke für die Klarstellung, ich hab beim Lesen des Artikels schon den Kopf geschüttelt.
Ergo:
1. Helium kommt auf der Erde nicht häufig vor und wir sollten sehr sparsam damit umgehen.
2. Es entsteht nicht bei der Verbrennung, sondern wird schon bei der Förderung fossiler Brennstoffe mit freigesetzt. -
Re: Nun ja
Autor: sosohoho 12.05.22 - 20:10
fanreisender schrieb:
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> [...] das Helium lässt sich nicht
> verflüssigen [...]
Wäre mir neu. Es lässt sich bei den für die Verflüssigung von Erdgas nötigen Temperaturen nicht verflüssigen; das meinst Du wohl. -
Re: Nun ja
Autor: rawcode 13.05.22 - 08:31
fanreisender schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> [...]
> 3. Was macht das Helium in der Atmosphäre
>
> Es haut ab. Helium und Wasserstoff diffundieren gegen die Gravitation in
> den Weltraum. Das helium in der Atmosphäre verschwindet, wenn aus dem
> Erdinneren nichts nachdiffundiert.
Das kapier ich jetzt nicht. Heißt das, Helium kann dem Erdschwerefeld einfach so entkommen und in den tiefen Raum entweichen? Ich meine, wenn es aus der Erde austritt, oder von mir aus auch aus einem Schornstein, hat es doch niemals Fluchtgeschwindigkeit. Gravitation gilt auch für Helium.
Oder entweicht es nur soweit in die äußersten Atmosphärenschichten, dass es vom Sonnenwind weggepustet wird?
Oder ist das jetzt ein Quantentunneleffekt, von dem ich noch nie gehört habe?
Das soll jetzt keine Häme sein, das interessiert mich wirklich. -
Re: Nun ja
Autor: fanreisender 13.05.22 - 10:36
Auf die Kürze sehr schwer zu erklären.
Das ist einfach Statistik. Brownsche Molekularbewegung gibt es natürlich auch bei Gasen und bei Helium können rein zufällig auch Geschwindigkeiten auftreten, die ausreichen, das Schwerefeld der erde dauerhaft zu verlassen. Man kann sich das ein wenig so vorstellen, dass eine große Billardkugel (Sauerstoff/Stickstoff) eine viel kleinere (Helium) trifft.
Etwa so:
https://www.experimente.physik.uni-freiburg.de/Mechanik_der_festen_Koerper/Energie_Impuls_Stoss/stossgesetze/stosspendelgrosseundkleinekugel -
Re: Nun ja
Autor: FlashBFE 13.05.22 - 10:40
Danke für den Text.
Dass Helium genauso wie Wasserstoff in den Weltraum diffundieren kann, wusste ich noch nicht.
Und dass es auch heute noch nennenswert nachgebildet wird, war mir auch noch nicht klar. Ich dachte immer, das käme noch aus der Frühzeit der heißen Erde und würde nur langsam durch die Erdschichten nach oben diffundieren, bis es in Blasen, die auch Erdgas halten können, aufgefangen wird. -
Re: Nun ja
Autor: GangnamStyle 13.05.22 - 12:19
fanreisender schrieb:
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> 1. Wie entsteht überhaupt Helium auf der Erde?
>
> Helium ist häufig, sehr häufig sogar. Zweithäufigstes Element im Universum.
> Allerdings ist das nächste Heliumbergwerk ziemlich weit weg und auch die
> Bedingungen für die Bergarbeiter beim Abbau dürften nicht die volle
> Zustimmung der zuständigen Gewerkschaften finden ...
>[...]
Heute wird Helium nicht mehr so verschwenderisch umgegangen wie früher. Man braucht Helium und andere Edelgase z.B. in der Analytik (Gaschromatographie) aber auch für die Chipherstellung. Die Edelgase kommen ja als Nebenbestandteil von Erdgasen. Übrigens gehört Ukraine mit zu den größten Edelgasproduzenten der Welt - nein, das ist nicht der Grund, warum Putin seine Soldaten dort hingeschickt hat.
Auch wenn das Vorkommen von Helium im Universum sehr groß ist, ist auf der Erde begrenzt, weil Helium inert ist und daher nur elementar vorkommt und wegen der geringen Dichte in die obere Atmospähre verschwindet.



