Co łączy polskie złoża helu z AI, Iranem i Zderzaczem Hadronów?

0:00:00 Wstęp Posłuchaj

Ola: Jak to możliwe, że tracimy hel na zawsze?

Piotr: Czy wiecie, że Polska jako jedyna w Unii Europejskiej ma własny hel? I nie chodzi o ten półwysep?

Ola: Cześć, tu Ola Stanisławska.

Piotr: I Piotrek Stanisławski, podcast Crazy Nauka.

Ola: A dziś opowiemy wam o tym, co ma wojna w Iranie do polskich zapasów helu, do sztucznej inteligencji, do produkcji czipów i funkcjonowania szpitali.

Piotr: Opowiemy też o związanym z tym wszystkim kryzysie nadchodzącym ze strony, z której się w ogóle go nie spodziewaliśmy i który ma szansę szarpnąć naszym światem nie mniej niż kryzys na rynku ropy. I tu jedna rzecz od razu. Jak Ola ten temat zaproponowała, to ja powiedziałem: Jezu, jakie to nudne w ogóle. Więc jeżeli w tej chwili zawisł wasz palec nad przyciskiem stop, albo następny podcast, albo idź do domu…

Ola: Albo chcecie regulować odbiorniki, to nie róbcie tego, bo to jest naprawdę ultra ciekawy temat.

Piotr: Ciekawe i jest tam sporo rzeczy, które nas bardzo zaskoczyły. Jest to znacznie ciekawsze, niż nam się wydawało. Zresztą sami zobaczycie.

Ola: Otóż to. Dowiedzieliśmy się wiele nowego i chcemy się podzielić tą nowo zdobytą wiedzą z wami. I oczywiście, jak zawsze, polecamy wam też dwa nasze kolejne podcasty, które tworzymy we współpracy z Polskim Radiem. A w najnowszym odcinku jednego z tych dwóch cykli, czyli w Laboratorium Zbrodni, opowiadamy o jednym z największych śledztw w sprawie ataków bioterrorystycznych w Stanach Zjednoczonych.

Piotr: Tak, a Sekcja Teorii Spiskowych zajmuje się tym, jak mit Atlantydy posłużył ideologom III Rzeszy jako uzasadnienie zupełnie idiotycznych, skrajnie rasistowskich dążeń. Nieźle pokręcony temat.

Ola: Ale zanim ruszymy, to koniecznie musimy wam przypomnieć, że jesteśmy obecni na wszystkich liczących się platformach podcastowych.

Piotr: I tych liczących się również.

0:02:09 Atak na Katar i skąd panika wokół helu Posłuchaj

Ola: I tutaj sobie zanotowałam jako punkt otwarciowy: What the hell? To taki żarcik językowy. Haha, hell przez jedno l.

Piotr: To tak jak ten półwysep.

Ola: I tyle będzie tych żartów dzisiaj.

Piotr: Boki zrywać.

Ola: Ponieważ będziemy mówili w jakimś stopniu o wojnie, która się właśnie toczy na Bliskim Wschodzie. Ale nie od tej strony, co zazwyczaj się słyszy, tylko od takiej wciąż jeszcze niszowej, która się stopniowo robi coraz głośniejsza. Bo być może w natłoku różnych tych wojennych doniesień z Iranu obiło wam się o uszy to, że tenże Iran zbombardował instalację gazu ziemnego w Katarze.

Piotr: Zdronował dokładnie.

Ola: Zdronował, tak. A przy okazji zniszczył tam linię pozyskiwania helu. W ten sposób pozbawił świat jednej trzeciej zapasów tego gazu.

I tu właśnie być może niektórzy z was zadadzą sobie to pytanie wstępne. What the hell? Czyli dlaczego ma nas to wszystko obchodzić? Co ten hel ma w ogóle wspólnego z nami? Mamy na co dzień już przesyt doniesień o tym, w jaki sposób są zakłócane te bliskowschodnie dostawy ropy i gazu. A ropą i gazem świat stoi. Co właściwie z tym helem?

Piotr: No właśnie. Problem polega na tym, że jest on znacznie bardziej potrzebny, niż nam się wydaje. Nasze pierwsze skojarzenie z helem dotyczy baloników urodzinowych albo jakichś innych, co się je kupuje gdzieś w okolicach zoo, które uciekają dzieciom i lecą nie wiadomo gdzie.

Ola: Nikt się tym specjalnie nie przejmuje, naprawdę.

Piotr: Drugie skojarzenie jest takie, że jak się człowiek nawdycha helu…

Ola: To tak śmiesznie mówi.

Piotr: Tak śmiesznie mówi. Trzeba tylko uważać, bo można stracić przytomność. No i ewentualnie jak człowiek dłużej pomyśli, to może mu się hel skojarzyć ze sterowcami, chociaż część tych sterowców, jak dobrze pamiętamy, latała na wodorze i to niekoniecznie się dla nich dobrze kończyło.

Natomiast hel właściwie jest trochę produktem ubocznym, który jest pozyskiwany podczas wydobycia gazu ziemnego, tego bardzo cennego, wciąż niestety dla naszej gospodarki. I często jest tak, że przy tym wydobyciu jest po prostu uwalniany do atmosfery, jeżeli akurat ceny się tak kształtują, że jego producenci, czyli wydobywacze i przetwarzacze gazu, uznają, że nie ma co się helem przejmować, bo jest nieopłacalny. Gaz jest wszędzie, trochę go w powietrzu jest, tylko go by interesował.

Ola: A tymczasem coraz głośniej słyszy się panikę. Panikę właściwie z wielu różnych stron i to takich dosyć nieoczywistych. Z jednej strony krzyczą w panice producenci czipów, z drugiej producenci rakiet kosmicznych, ale słychać też głosy ze szpitali, z ośrodków naukowych, tych, które utrzymują akceleratory cząstek. To są takie dosyć nieoczywiste, zaskakujące kierunki, z których, jak się okazuje, nagle, dla mnie przynajmniej, płynie ogromne zapotrzebowanie właśnie na hel.

Piotr: No tak, bo jak nie ma helu, to branża IT radzi sobie źle albo nawet na pewnym etapie w ogóle sobie nie radzi. Narzędzia sztucznej inteligencji, które, jak dobrze wiecie, bywają czasem trochę straszne, ale przede wszystkim są szalenie przydatne. Nie ma lotów w kosmos, no i nie ma czegoś, co jest tutaj kluczowe w branży helowej, czyli diagnostyki za pomocą rezonansu magnetycznego, który jest absolutnie fundamentalny dla odrobinę choćby bardziej zaawansowanej medycyny współczesnej. Czyli bez helu mamy katastrofę.

Ola: A jednym z naszych odkryć, powiem tak, nie trzeba było jakoś specjalnie poszukiwać ani prowadzić badań naukowych, żeby tego odkrycia dokonać, ale o tym nie wiedzieliśmy, było to, że na tle tego helowego kryzysu rola Polski wygląda interesująco. Polska jest jednym z sześciu producentów helu na świecie. W tym, uwaga, jedynym producentem helu w Unii Europejskiej. Na tym jeszcze się nie kończą nasze zaskoczenia, ale tu się dzielimy tymi największymi.

0:07:02 Czym jest hel i skąd się bierze na Ziemi Posłuchaj

Piotr: Tak, to nas zjadło najbardziej na początku. Dobra, hel jest jednym z najprostszych pierwiastków. Liczba atomowa 2. Po wodorze, drugi pierwiastek w układzie okresowym. Jest to gaz szlachetny. Jak sobie weźmiecie układ okresowy pierwiastków, taki klasyczny Mendelejew, to on ma dwa takie rogi, znaczy nie Mendelejew, tylko…

Ola: Może Mendelejew też ma.

Piotr: Może też, z Mojżeszem mi się skojarzyło, Mojżesz miał rogi, ale to nie o tym.

Ola: Ale te rogi to była pomyłka.

Piotr: A tam, pomyłka. Widziałem na zdjęciach.

Ola: No dobrze, bo w Biblii było napisane i to zostało źle przetłumaczone.

Piotr: Proszę cię, nie wymawiaj. Zostało źle przetłumaczone, bo oczywiście, że miał rogi, przecież wpisz sobie "Mojżesz rogi", jest mnóstwo zdjęć i w ogóle…

Ola: To miały być rogi mądrości.

Piotr: Mhm, tak jak zamiast zębów mądrości, wywaliło mnie. Dobrze, wracając do tematu. Jak weźmiemy układ okresowy, to on ma dwa rogi, jak Mojżesz, jeden po lewej, drugi po prawej, czyli takie na samym czubku, dwa gazy rozpoczynające ten układ. Wodór jest bardzo po lewej, hel jest bardzo po prawej. Jak ktoś pamięta coś ze szkoły, to jak coś jest bardzo po prawej, to jest gazem szlachetnym. Troszkę upraszczam, ale nie aż tak bardzo.

Rzeczywiście hel jest straszliwie niereaktywny. W ogóle to jest bardzo popularny pierwiastek: 23% masy wszystkich pierwiastków we wszechświecie. Jest całkowicie bezbarwny, bezwonny, niepalny, skoro jest chemicznie obojętny.

Ola: Czyli tak naprawdę jak się spala gaz ziemny w momencie, kiedy nie chce się go już wydobywać, bo się to nie opłaca, to jednocześnie wypuszczany hel po prostu sobie ulatuje.

Piotr: Nie spala się, tylko sobie znika. On nie tworzy żadnych trwałych związków chemicznych w normalnych warunkach. Co ciekawe i co bardzo ważne dla tej opowieści, ma najniższą temperaturę wrzenia ze wszystkich pierwiastków: minus 268,9 stopnia Celsjusza, czyli, jak kto woli, 4,2 kelwina, czyli 4,2 stopnia ponad zero absolutne. To pokazuje dość szczególną właściwość tego pierwiastka.

Co ciekawe, on się nigdy nie zestala w normalnych warunkach. To znaczy nie można go tak schłodzić, żeby zamarzł na kość. Nie da się zrobić normalnie lodu helowego. Da się go zrobić dopiero, jak się ten hel podda ciśnieniu 25 atmosfer. Dopiero wtedy może się łaskawie zgodzi na to, żeby się zestalić.

Jest cztery razy lżejszy od powietrza. To dlatego te baloniki tak dobrze działają, bo nie tylko sam gaz jest w stanie uciekać, ale jeszcze jest w stanie ze sobą unieść tę skorupkę plastikową czy gumową balonu i jeszcze ten sznureczek, więc rzeczywiście tutaj jest spory zapas.

Prawie wszystko, co nie jest wodorem we wszechświecie, jest helem. I co więcej, helu będzie coraz więcej, choć niespiesznie się to dzieje, dlatego że gwiazdy, przypominam, przetwarzają wodór na hel. To, że nasze słoneczko nam tak pięknie świeci w ostatnich dniach i w ogóle jest miło, to jest zasługa tego, że następuje tam fuzja jądrowa i atomy wodoru się sklejają, tworząc atomy helu. Przepraszam fizyków za to uproszczenie, ale z grubsza na tym to polega.

Natomiast problem polega na tym, że na Ziemi hel jest bardzo, bardzo rzadkim pierwiastkiem. 5,2 cząstki na milion cząstek objętościowo w atmosferze. To są śladowe ilości, więc jakby to powiedzieć, Ziemia jest niereprezentatywna dla reszty wszechświata. Gdyby była reprezentatywna, to bylibyśmy w jednej czwartej z helu, a nie jesteśmy.

Ola: Tu jeszcze warto dorzucić, że ogromna większość tego helu, który się znajduje we wszechświecie, powstała w ciągu pierwszych 3 minut po Wielkim Wybuchu.

Piotr: Pamiętam.

Ola: Pamiętasz, jak to było? No ja wiem, tak opowiadałeś mi. I tak jak Piotrek wspominał, ta ciągła produkcja przez fuzję wodoru stale zwiększa ilość helu we wszechświecie. Ale mimo że we wszechświecie ta ilość rośnie, to na Ziemi stężenie jest nieosiągalne. I tu mamy ten problem, który będziemy roztrząsali w dalszej części tego podcastu.

Piotr: Pochylimy się nad nim.

Ola: What the hell. Dodajmy tutaj jeszcze, że najczęstszym izotopem jest hel 4. I to jest bardzo charakterystyczny izotop, bo jego jądro jest identyczne z cząstką alfa. A alfa to taka, można nazwać ją, goła cząstka, emitowana podczas rozpadu alfa ciężkich jąder, na przykład uranu czy toru.

Piotr: Jak kojarzycie, że coś emituje promieniowanie alfa, to właśnie wypluwa z siebie cząstki będące jądrami helu.

Ola: No tak, czyli ten hel 4 ma jądro atomowe, które jest identyczne z cząstką alfa, ponieważ obie te struktury składają się dokładnie z 2 protonów i 2 neutronów. I dzięki tej specyficznej budowie jądro helu 4 jest niezwykle stabilne. Ma też najwyższą znaną w przyrodzie energię wiązania. W przyrodzie czy w chemii, to chyba jedno i to samo.

Piotr: W sumie można powiedzieć, że to samo. Ma taką energię wiązania, w związku z czym dlatego jest niechętny, żeby się z kimkolwiek innym wiązać. Dobrze mu jest, jak jest.

Ola: I dlatego jest taki obojętny.

Piotr: Tak, wywalony na wszystko. Teraz przechodzimy do Ziemi, która jest tutaj problemem. Jak już wspomniałem, na Ziemi tego helu jest bardzo mało. A to dlatego, że on tu u nas powstaje tylko i wyłącznie w wyniku radioaktywnego rozpadu alfa, czyli emitowania tych jąder, uranu i toru, które są zawarte w skorupie ziemskiej. Tego uranu i toru w skorupie ziemskiej nie ma jakoś obłędnie dużo, ale niech by nawet. Problem polega też na tym, że one się rozpadają niespiesznie. Uran-238 ma okres połowicznego rozpadu 4,5 miliarda lat. Czym jest okres połowicznego rozpadu, nie będziemy się teraz rozwodzić nad detalami, ale generalnie niespiesznie się to rozpada. Z kolei tor-232 ma okres połowicznego rozpadu 14 miliardów lat, więc jeszcze więcej.

Ola: No tak, jeden to jest równowartość wieku Ziemi, a drugi wieku Wszechświata.

Piotr: Tak, nie spieszą się z tymi rozpadami za bardzo. Jak się rozpada uran, to w całym procesie emituje 8 cząstek alfa, czyli 8 takich jąder helu, bo on się rozpada stopniowo aż do ołowiu. Mówiliśmy o tym nawet chyba przy okazji ołowianych dzieci.

Ola: Polecamy wam dwa odcinki poświęcone ołowianym dzieciom.

Piotr: Z kolei tor-232 emituje w swoim cyklu rozpadu 6 cząstek alfa. Jak by na to spojrzeć bardziej praktycznie: wedle szacunków w litosferze Ziemi, czyli w skorupie i w górnym płaszczu, powstaje około 3000 ton helu rocznie. To brzmi dużo, ale może jakby sobie bliżej na to spojrzeć: synteza jednego centymetra sześciennego helu z jednego grama uranu zajmie 9 milionów lat. Czyli jeden centymetr sześcienny helu, żeby powstał z jednego grama uranu, 9 milionów lat. Bardzo powoli się to dzieje.

Natomiast, jak wiecie, hel jest gazem. I to w dodatku gazem, o czym jeszcze będziemy mówili, bardzo łatwo uciekającym ze wszelkich możliwych pułapek. Ucieka bardzo łatwo, dlatego że ma bardzo małe atomy, więc one się przez wszystko przecisną. Natomiast jak się je dobrze opakuje, to się tak łatwo nie przeciskają. Jest coś takiego, co się nazywa czasami pułapkami geologicznymi. To są takie struktury geologiczne, które są na tyle szczelne, że gaz się w nich gromadzi. I to zarówno gaz ziemny, jak i hel. One się gromadzą w tym samym miejscu. Hel właściwie występuje tylko w towarzystwie gazu ziemnego, tego, który wydobywamy, żeby go potem spalać. I ten bardzo powolny proces powstawania helu z rozpadu radioaktywnego powoduje, że on bardzo powolutku w tych pułapkach się gromadzi i wtedy możemy po niego sięgać.

Ola: I tutaj warto zwrócić uwagę na to, że ten okres połowicznego rozpadu sięgający miliardów lat oraz to, że jeden centymetr sześcienny helu z jednego grama uranu powstaje w ciągu 9 milionów lat, znaczy, że jest to z naszej perspektywy ludzkiej zasób całkowicie nieodnawialny. Innymi słowy, jak taki hel gdzieś nam uleci, a ulatuje bardzo chętnie, bo w momencie, kiedy jest uwalniany do atmosfery, podejmuje tak zwaną ucieczkę termiczną z górnych warstw atmosfery i po prostu ucieka w kosmos, to my go już nie odzyskamy. Podobny charakter ma wodór, on też ma tendencję do ulatywania.

Piotr: On jest jeszcze lżejszy.

Ola: Tak, ale wodór jest oczywiście obecny w wodzie, krąży w cyklu geochemicznym, pozostaje gdzieś związany. Natomiast hel, który jest chemicznie obojętny, nie wbudowuje się w żaden związek, w związku z czym, no cóż, przepada nam bezpowrotnie. I co by się wydawało dosyć oczywiste: ponieważ w naszej atmosferze jest trochę tego helu, to odzyskiwanie go z atmosfery byłoby być może zasadne. Jest to oczywiście możliwe, ale piekielnie drogie i po prostu nieopłacalne. Innymi słowy, hel jest cenny, a my jako ludzkość jeszcze się chyba nie nauczyliśmy, jak bardzo jest cenny.

Piotr: Po prostu powstaje na Ziemi tak wolno, że my go zużywamy znacznie szybciej, niż powstaje. Co więcej, nie zatrzymuje się tu, tylko leci dalej i dołącza sobie do tych wszystkich innych helków, dwudziestu kilku procent, które tworzą kosmos, i tam jest mu dobrze i wcale nie chce być na Ziemi, a my go tu bardzo potrzebujemy, naprawdę, o czym zaraz was jeszcze będziemy przekonywać.

Naszym pomysłem na ten podcast jest opowiadanie wam takich historii, które nas samych fascynują i zaskakują, po prostu interesujących, a z kolei naszą ambicją jest opowiadać te historie rzetelnie i możliwie dobrze się do tego przygotowywać. Jak może zauważyliście, zwykle się nie staramy dostarczać wam wszelkich informacji natychmiast, bo od tego są inne media, które są w tym z pewnością lepsze. My po prostu wolimy chwilę poczekać, żeby ten nasz przekaz był oparty na lepszych źródłach, porządniej przygotowany, lepiej zbadany, lepiej przedstawiony.

Ola: Jeśli odpowiada wam takie podejście, to rozważcie wsparcie nas. Możecie zrobić to w serwisie Patronite albo na [? niepewne: Bajkofitu]. Linki do obydwu serwisów znajdziecie w opisie odcinka. Ale też jeżeli lubicie nas i cenicie to, co robimy, to pamiętajcie o tym, że bardzo pomagają nam pozytywne oceny, wasze komentarze i udostępnienia, czyli to wszystko, co sprawia, że algorytmy pokazują ten podcast większej liczbie osób. Oczywiście dziękujemy, że z nami jesteście.

0:20:16 Nadciekły hel, rezonans magnetyczny i produkcja czipów Posłuchaj

Piotr: Jeszcze przyglądając się nieco fizyce helu: to jest obszar, w który nie będę za głęboko wchodził, bo nie ukrywam, że się na tym nie znam na tyle, żeby z czystym sumieniem móc o tym wszystkim mówić. Natomiast warto powiedzieć, że ciekły hel istnieje w dwóch zupełnie różnych fazach, w różnych postaciach, inne pierwiastki tak nie mają. Mamy hel 1 i to jest taka normalna bezbarwna ciecz, która występuje pomiędzy temperaturą 2,17 K a 4,2 K. Normalnie wrze po podgrzaniu, kurczy się po schłodzeniu, taka sobie ciecz, tylko że bardzo zimna. Natomiast poniżej tych 2,17 K mamy hel 2, który zachowuje się w sposób zupełnie nieprzyzwoity, ponieważ jest nadciekły, czyli zanika w nim wszelka lepkość, co powoduje, że ma bardzo szczególne właściwości.

Ola: Otóż to i on wówczas może przepływać przez kapilary, czyli takie bardzo cienkie rurki, otwory o średnicy od 10 do 100 nm, i robi to bez żadnego oporu, jakby nie istniało tarcie. Co więcej, jeśli znajdzie się w naczyniu, to ma tendencję do pełzania po jego ściankach, pełza i wycieka z każdego otwartego pojemnika, dosłownie się wspina po ściankach wbrew grawitacji. I jeszcze jedna bardzo istotna z naszego punktu widzenia cecha, a mianowicie przewodnictwo cieplne. Jest ono milion razy wyższe w helu 2 niż w helu 1 oraz kilkaset razy wyższe niż w miedzi. Pamiętamy, że miedź to jest bardzo dobry przewodnik, który jest wykorzystywany w elektronice.

Piotr: Dlaczego tak się dzieje? To jest właśnie ten obszar fizyki kwantowej, w który nie odważymy się wejść głębiej. Krótko mówiąc, troszeczkę co innego dzieje się w helu 2, troszeczkę co innego w helu 1. W każdym razie wchodzi tam zjawisko, które można powiedzieć, że mamy w skali makroskopowej, bo hel jest jak najbardziej, można go sobie wziąć w ręce, nie polecam, ale jakby ktoś bardzo chciał i się uparł, to może. Czyli mamy coś wybitnie makroskopowego, co zobaczymy gołym okiem, natomiast to coś zachowuje się właściwie zgodnie z zasadami kwantowymi. Zdarzają się takie rzeczy, tutaj chodzi o kondensat Bosego-Einsteina.

Do tego dochodzi jeszcze to, że hel 2 to jest mieszanina dwóch składników, bo tam jest i hel 1, i hel 2, więc jednocześnie zachowuje się jak płyn i ma zerową lepkość. Jest to bardzo dziwna konstrukcja i od strony kwantowej, od strony takiej już naprawdę na najniższym poziomie materii można tam mnóstwo ciekawych rzeczy wskazać, których my nie będziemy robili, ponieważ jest to obszar, w którym szalenie łatwo się pomylić, a nie chcę potem musieć poprawiać tego, co źle powiedziałem. Jeżeli kogoś to szalenie interesuje, polecamy źródła w opisie odcinka, tam postaramy się podrzucić takie źródło, w którym da się to sensownie i prosto wyjaśnić. Na razie pozostańmy na takim etapie, że mamy po prostu zjawiska kwantowe w skali makro, co powoduje, że jest dziwnie.

Ola: Jest dziwnie i te niesamowite właściwości helu, a konkretnie jego nadciekłość, mają niezwykle przydatne dla nas znaczenie, a mianowicie ten nadciekły hel jest niezwykle skutecznym chłodziwem wykorzystywanym chociażby w Wielkim Zderzaczu Hadronów, czyli LHC w Cernie w Genewie, i tam ten ośrodek korzysta z aż 120 ton helu schłodzonego do minus 271 stopni Celsjusza.

Piotr: Czyli 1,9 kelwina, tam dokładniej.

Ola: Dzięki temu właśnie ten hel utrzymuje magnesy w stanie nadprzewodzącym. Ta temperatura, w której utrzymuje te magnesy, jest niższa niż ta, która panuje w przestrzeni kosmicznej. Także tutaj te efekty są naprawdę spektakularne.

Piotr: Cern jest największym jednostkowym odbiorcą ciekłego helu na świecie.

Ola: Otóż to. I dodajmy, że na tej samej zasadzie chłodzone są urządzenia do rezonansu magnetycznego. Bez obecności nadciekłego helu większość tych urządzeń nie byłaby w stanie obecnie pracować. O tym, jak staramy się wyjść z tej sytuacji i zmniejszyć też koszty funkcjonowania tych urządzeń, bo one są ogromne, jeszcze będziemy mówić. Tu warto powiedzieć, że ten udział helu w chłodzeniu urządzeń w szpitalach ma naprawdę ogromne znaczenie, jeśli chodzi o dystrybucję tego gazu na świecie. Zdaje się, jeszcze będziemy o tym dokładniej mówili, że aż [? niepewne: 1,4 nawet do 1,3] zapasów helu idzie właśnie na te cele.

Piotr: Jeszcze troszeczkę o samym rezonansie magnetycznym. Przypominam, że to nie to samo co tomografia komputerowa. Tomografia komputerowa to jest bardzo przemyślna seria zdjęć rentgenowskich, upraszczam. Natomiast rezonans magnetyczny opiera się na kwantowych zjawiskach wzbudzania. Nie wchodźmy w szczegóły, bo zaraz coś namieszam. Generalnie chodzi o to, że jest to oddziaływanie między tym wirującym polem magnetycznym a samą próbką, magnetyzacją.

W każdym razie właśnie a propos wirującego pola magnetycznego: potrzebne tu są magnesy nadprzewodzące. Je się robi zazwyczaj ze stopu niobu i tytanu. Przypomniała mi się książka, o której kiedyś dawno temu opowiadałem. Te opowiadania o metalach, taka radziecka. Tam niob i tytan, super było opisane.

Tu mamy już troszeczkę wyższą temperaturę, bo około 4,2 kelwina. Gdyby ktoś nie pamiętał, jak działają kelwiny: 1 kelwin to jest 1 stopień Celsjusza ponad zerem absolutnym. Czyli 4,2 kelwina to 4,2 stopnia Celsjusza ponad zerem absolutnym. Do tego, żeby ten magnes był tak schłodzony, potrzebny jest właśnie hel. Normalny taki skaner potrzebuje 1500-2000 litrów ciekłego helu, żeby mieć go w sobie. Podczas całego cyklu życiowego, można powiedzieć, cyklu działania takiego urządzenia, od jego instalacji do jego utylizacji, w sumie zużywa ono około 10 tysięcy litrów helu. Dlatego że hel ma tendencję brzydką do uciekania.

Ola: Przeciska się nawet przez te maleńkie kapilary.

Piotr: O transporcie helu i o tym, jak go przechowywać, jeszcze będziemy mówili. Na świecie jest około 50 tysięcy skanerów MRI, czyli rezonansu magnetycznego, i ogromna większość tych skanerów wykorzystuje właśnie hel do chłodzenia. W sumie szacuje się, że służba zdrowia w związku z tym odpowiada za 30 kilka procent globalnego zużycia helu.

Ola: Ale tu muszę wtrącić. Prawdopodobnie branża półprzewodników już może mieć ten udział nawet większy niż branża medyczna, ale o tym za chwilkę.

Piotr: Uważam, że w branży medycznej on prawdopodobnie będzie spadał, dlatego że opracowuje się takie systemy, które bardzo ograniczają to zużycie helu. Na przykład są systemy o bardzo ograniczonym, zamkniętym układzie, w którym nie uzupełnia się tego helu i wykorzystywanych jest tam zaledwie 7 litrów, więc bardzo mało.

Ola: W porównaniu do 1500-2000 litrów na wejściu, a sumarycznie 10 tysięcy, to ogromne.

Piotr: No tak, natomiast to stanowi wciąż jakiś niewielki procent tych wszystkich systemów zainstalowanych na świecie i prawdę mówiąc, trzeba liczyć, że wymiana tego wszystkiego zajmie więcej niż kilkanaście lat. Raczej można się spodziewać, że pewnie ze 20-30 lat, jeżeli rzeczywiście będziemy konsekwentnie przenosili się na te skanery niskohelowe czy wręcz bezhelowe.

Ola: Tak jak już wspominałam, przemysł półprzewodnikowy prawdopodobnie albo już dościga branżę medyczną, albo ją prześcignie, jeśli chodzi o helożerność. Przypominam, że te półprzewodniki są wytwarzane przede wszystkim w krajach Azji Południowo-Wschodniej, mamy tutaj Koreę Południową, Tajwan jak najbardziej, i na przykład Korea Południowa aż 55% helu sprowadza z krajów Zatoki Perskiej, a Tajwan z tego samego regionu sprowadza niemal 70% swojego helu. W momencie, kiedy oni nie będą otrzymywali tego gazu, produkcja półprzewodników może po prostu zwyczajnie paść na ryj.

Piotr: Do czego w ogóle jest potrzebny ten hel przy produkcji półprzewodników? Pamiętacie zapewne, był sobie taki pan, Jan Czochralski się nazywał, Polak jak najbardziej, chemik, metaloznawca, i on opracował metodę uzyskiwania monokryształów krzemu, zwaną zresztą metodą Czochralskiego, czyli takie, można powiedzieć, wyciąganie krzemu. Jak się okazuje, da się zrobić monokryształ, czyli pojedynczy, duży kryształ krzemu poprzez powolne podnoszenie takiego zarodka. Ten kryształ się formuje bardzo ładnie, ma bardzo spójną strukturę, taka już właściwość krzemu. Później taki monokryształ tnie się na plasterki, to się nazywa wafle krzemowe. Wpiszcie sobie w Google, jak nie widzieliście, mnóstwo zdjęć, one są prześliczne. Ja miałem kiedyś taki wafel krzemowy w ręku i on robi naprawdę niesamowite wrażenie.

Później na tych waflach krzemowych metodą litograficzną trawi się, osadza kolejne warstwy, które tworzą całe te układy scalone, te wszystkie tranzystory pojedyncze, maleńkie, które tam są. To jest właśnie na tych waflach krzemowych trawione i tu jest potrzebne chłodzenie, a jak już słyszeliście, hel ma bardzo szczególne właściwości chłodzące: nie dość, że jest bardzo zimny, to ma jeszcze fantastyczne przewodnictwo cieplne. W związku z czym rzeczywiście to jest jedna rzecz. Poza tym zapewnia atmosferę ochronną, ponieważ jest, jak już wspominaliśmy, zupełnie na wszystko obojętny, z nikim nie wchodzi w żadne reakcje. Jeżeli się usunie powietrze, tlen z okolicy, i da się tam hel, to unika się rozmaitego sklejania i innych niepożądanych zjawisk, również przy trawieniu plazmowym, które też jest elementem produkcji. Używa się helu jako takiego gazu, który umożliwia kontrolę gęstości plazmy, takie równomierne rozłożenie. Znowu, to jest dość skomplikowany proces.

No i również hel jest używany do wykrywania nieszczelności, dlatego że przez to, że jest bardzo drobniusieńki i bardzo łatwo ucieka, to można wszelkie mikroszczeliny we wszystkich układach wykryć, puszczając tamtędy hel. Powietrze się nie przeciśnie, hel się przeciśnie, więc jeżeli gdzieś się hel przeciska, to znaczy, że za jakiś czas powietrze też może, jak się taka szczelina powiększy, więc dzięki helowi można to wszystko wcześniej ustalić. To są tylko liźnięte tematy, do czego się helu używa przy produkcji w tej skali nano, ale jest to bardzo ważny składnik.

Ola: I tu można sobie zadać oczywiście pytanie: jeżeli nie ma helu, to może można skorzystać z czegoś innego, co by mogło go zastąpić w tych zastosowaniach. Otóż niestety nie, nie istnieje inny gaz, jeden, który mógłby zastąpić hel w powyższych procesach. Owszem, stosuje się niekiedy argon, ale on może być używany tylko w niektórych etapach trawienia czy osadzania warstw na waflach krzemowych. Niestety jego przewodnictwo cieplne jest znacznie niższe, w związku z czym jest po prostu mniej wydajny w tych zadaniach.

Tu jeszcze dochodzi kwestia większego ciśnienia, jakie ma świat, który jest uzależniony od czipów, ale coraz bardziej stawia również na sztuczną inteligencję, na systemy AI. I tutaj nie ma co się łudzić, że AI będzie odporne na wahania ilości helu dostępnego na rynkach światowych, dlatego że ta branża jest po prostu uzależniona od helu pośrednio. Właśnie poprzez produkcję tych zaawansowanych czipów, ale również poprzez potrzebę, konieczność schłodzenia wielkich centrów danych. One wytwarzają ogromne ilości ciepła, w związku z czym hel jako chłodziwo bardzo dobrze się sprawdza w tej roli. No i tutaj, jeśli chodzi o AI i o coraz większą miniaturyzację układów scalonych, mamy dążenie, przejście właściwie już do wielkości, które jeszcze kilka lat temu były niewyobrażalne, mianowicie poniżej 2 nanometrów, czyli to są te wielkości, które obecnie uważa się za brzegowe, jeśli chodzi o miniaturyzację.

Piotr: A tam są problemy fizyczne, już fizyka zaczyna nam przeszkadzać. Niemniej takie drobne elementy układów scalonych pozwalają po prostu, krótko rzecz mówiąc, na większą wydajność.

Ola: A wyprodukowanie czegoś takiego bez udziału helu w obecnej sytuacji, przy obecnej technologii, jest po prostu niemożliwe. W związku z czym, jeżeli chcemy miniaturyzować, to hel nam będzie do tego niezbędny, jeżeli chcemy kontynuować ekspansję sztucznej inteligencji, to hel będzie niezbędny, i tak dalej. Już pomijam to, że komputery, które pojawiają się na naszych biurkach, to również mają te wafle krzemowe i układy trawione właśnie z udziałem helu w ogromnym stopniu.

0:36:31 Kosmos, nurkowanie, medycyna i baloniki Posłuchaj

Piotr: Do tego dochodzi cała nauka, to znaczy może nie cała, ale duża część. Wszelkie akceleratory, wielki zderzacz hadronów, ten wielki zderzacz nie działałby bez helu, o czym już mówiliśmy. Natomiast warto pamiętać o tym, że na przykład pracujemy nad reaktorami termojądrowymi, tam są potrzebne superpotężne magnesy, które będą w stanie utrzymać plazmę, i surprise, surprise, one również wymagają chłodzenia ciekłym helem. Również niektóre komputery kwantowe, chociaż tutaj wiele zależy od konstrukcji, wymagają takiego ekstremalnego chłodzenia do temperatur naprawdę poniżej jednego kelwina i to oczywiście bez ciekłego helu znowu nie da się zrobić.

Oczywiście hel jest potrzebny też do latania w kosmos. W kosmosie, o tym wam ostatnio mówiliśmy co najmniej dwa razy, może pamiętacie, a może nie pamiętacie, w odcinku, kiedy mówiliśmy o misji Artemis przekładanej, znowu start przekładali, może w kwietniu wystartuje, i mówiliśmy przy okazji fatalnej, dramatycznej awarii Starlinera, czyli znowu ostatnio. W obu tych przypadkach mieliśmy do czynienia z wyciekiem helu z układu napędowego, można powiedzieć, to znaczy dokładniej z układu, gdzie hel służył do wypychania paliwa ze zbiorników, czyli chodzi o to, że jakoś to paliwo musi przepłynąć dalej. Przypominam, że w warunkach, gdzie grawitacja nam nie pomoże z przepływem, coś musi tam pomóc innego. I tu właśnie zwiększa się w zbiorniku ciśnienie helu. Hel, ponieważ jest obojętny, z niczym nie wejdzie w złą reakcję, nic się nie zapali i on przepycha po prostu paliwo i utleniacz dalej przez przewody do silnika. W obu przypadkach, i przy misji Artemis, i przy Starlinerze, właśnie były wycieki helu i to był poważny problem.

Ola: Ja tutaj wtrącę, że w programie Apollo, czyli tym, który latał na Księżyc, rakieta Saturn V, ta wielka, potężna rakieta NASA, potrzebowała aż 170 tysięcy metrów sześciennych helu przy absolutnie każdym starcie. Także to pokazuje, jaka ta rola helu jest ważna przy lotach kosmicznych.

Piotr: Tak, również chłodzenie, przepłukiwanie instalacji silnikowych przed testami, po testach, to również jest hel. Wspominaliśmy między innymi o tym, że firma Boeing testowała na Ziemi silniki i chłodziła je pomiędzy próbami, żeby szybciej można było to wszystko przeprowadzić, i to między innymi doprowadziło do tego, że te silniki później nie dały rady. No więc tu wszędzie hel się nisko kłania.

Ola: Jeszcze jest wykorzystywany przy chłodzeniu detektorów podczerwieni działających w satelitach, teleskopach kosmicznych. Na przykład misja teleskopu Herschela zakończyła się w 2013 roku dokładnie w momencie, kiedy ten teleskop zużył cały swój zapas helu.

Piotr: My tak gadamy o tym helu i gadamy, ale chcemy, żebyście wiedzieli, że on naprawdę jest wszechobecny i nie tylko baloniki. Baloniki też, ale właśnie światłowody. Słuchajcie, to, co tutaj będziemy wysyłali zaraz po nagraniu, poleci światłowodem. Światłowód nam się tutaj ciągnie po domu i znad domu. Do produkcji światłowodów również się wykorzystuje hel, dlatego że to rozciągane włókno jest chłodzone, wzmacniane właśnie dzięki helowi. Więc można powiedzieć, że właściwie chyba wszystkie światłowody, jakie są wykorzystywane na świecie, gdzieś tam miały po drodze styczność z helem.

Ola: Jeśli chodzi o inne zastosowania, to mamy również nurkowanie. I tu akurat chodzi o nurkowanie techniczne, specjalistyczne, naprawdę na duże głębokości i na długie czasy, gdzie jest wykorzystywana mieszanka oddechowa o nazwie helioks. To nie jest właśnie powietrze, tylko mieszanka oddechowa składająca się w 80% z helu i 20% tlenu. Dodajmy, że azot, który jest gazem szkodliwym dla naszego organizmu pod zwiększonym ciśnieniem, zostaje zastąpiony helem i dzięki temu taki nurek unika narkozy azotowej, unika ryzyka choroby dekompresyjnej, i też ograniczenie ilości tlenu w mieszance tego typu likwiduje toksyczność tlenową z kolei, bo tlen pod podwyższonym ciśnieniem też bywa toksyczny.

Piotr: Zabójczo.

Ola: Zabójczo. I dodajmy, że jeśli chodzi o zastosowania oddechowe, to mamy jeszcze jedną ważną branżę, mianowicie dziedzinę oddziałów intensywnej terapii. Tam, jeżeli ktoś jest podłączany z problemami oddechowymi do aparatu, który ma za niego oddychać, to często są wykorzystywane w takich przypadkach mieszanki helowo-tlenowe u pacjentów, którzy cierpią na ciężkie niedrożności dróg oddechowych, ciężką niewydolność oddechową czy astmę. Chodzi o to, że po prostu ten lżejszy gaz, który się przeciska z łatwością przez różne szczeliny, łatwiej przenika przez zwężone drogi oddechowe i jest w stanie lepiej wentylować organizm.

Piotr: Nie używamy skroplonego helu w tym przypadku, tak tylko mówię. No i wreszcie, last but not least, hel do wszystkich tych głupotek, baloników, nie wiem, jakichś tam wszystkich tych rzeczy, które mają latać, czyli ten gaz służący do unoszenia. Szacuje się, że na świecie te imprezowe, rozmaite, niezapoważne cele to jest tak od 5 do 8% globalnego zużycia, w Stanach Zjednoczonych aż 13%.

Ola: Mi się w głowie nie mieści, że to tyle.

Piotr: Strasznie dużo schodzi, tak dokładnie. Taki balon to jest tak 10, 14, 15 litrów helu, czyli takiego gazu, którego powstanie zajęło miliony lat, miliony, miliony lat. My go sobie pompujemy do tych baloników, a co się z balonikami po tym dzieje, sami wiecie: po prostu je najczęściej opróżniamy, dziurawimy i ten hel nam na zawsze ucieka.

Ola: I to jest ten moment, kiedy widać gołym okiem, jak bardzo ten hel jest zaniedbywany, niedoceniany. I tak naprawdę w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat podnosiło się trochę głosów w obronie tego gazu, natomiast one, no cóż, nie wybrzmiały chyba wystarczająco głośno. W 2010 roku laureat Nagrody Nobla z fizyki Robert Coleman Richardson zaapelował o to, żeby nie marnotrawić helu. I chodzi o to między innymi, a zwłaszcza o to, że cena helu jest zbyt niska, żeby użytkownicy czuli respekt, powagę sytuacji, żeby po prostu byli w stanie uszanować ten zasób, który, jak już wiemy, jest bardzo nieodnawialny. W roku 2012 w piśmie „Nature"…

Piotr: Ja tylko dodam, przepraszam, że Richardson dostał tę Nagrodę Nobla właśnie za odkrycie fazy nadciekłej helu 3, więc wiedział, o czym mówi.

Ola: Wiedział, o czym mówi, doskonale. W tym artykule w piśmie „Nature" zaproponowano, aby stworzyć międzynarodową agencję helową w analogii do Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej, która by położyła łapę na tym zasobie, żeby jakoś regulowała zużycie helu. I tutaj należy dołożyć jeszcze inne głosy, które mówią o tym, żeby położyć kres temu marnotrawstwu helu na baloniki i inne bzdurki latające.

Piotr: Jak widać, tego jest całkiem dużo, to znaczy całkiem dużo schodzi. Ja powiem tak: mogę sobie wyobrazić imprezę, podczas której nie ma balonów helowych i ludzie wciąż się dobrze bawią.

Ola: Co więcej, potrafię sobie wyobrazić świat, w którym nie ma balonów helowych i ludzie całkiem nieźle funkcjonują.

Piotr: Jak mogłaś.

0:45:13 Kto wydobywa hel i co się stało w Katarze Posłuchaj

Piotr: Słuchajcie, skąd ten hel mamy na Ziemi, to już wiecie. Zaczęło się miliony i miliardy lat temu. A kto go obecnie spod Ziemi wydłubuje, bo jak już wspomnieliśmy, hel jest pozyskiwany wraz z gazem ziemnym? Rocznie produkuje się, właściwie się go nie produkuje, tylko pozyskuje, wydobywa na całym świecie około 190 milionów metrów sześciennych helu. Największym producentem są Stany Zjednoczone, to jest 81 milionów metrów sześciennych rocznie. Mają bardzo duże rezerwy geologiczne, szacowane na 8,5 miliarda metrów sześciennych. Katar to jest mniej więcej jedna trzecia globalnych dostaw i tu złoża są szacowane na ponad 31 miliardów metrów sześciennych, więc tam bardzo dużo jest. Razem z Katarem Stany Zjednoczone to jest 70% światowej produkcji. A poza tym jest Rosja, ważny bardzo gracz tutaj, Algieria, Australia, Polska. O Polsce już mówiliśmy, ale za chwilę coś więcej powiemy.

Rosja w tej chwili, jak wiecie, jest objęta sankcjami, oby jak najdłużej była, w związku z czym ten tamtejszy hel nie jest dostępny. Hel się sam nie wydobędzie, trzeba tam przeprowadzić jeszcze rafinację, no bo to jest oddzielanie od tego gazu ziemnego. W sumie jest 18 zakładów na całym świecie. Dodajmy, że jeden z nich jest w Polsce, o tym jeszcze wspomnimy.

Ola: Jak najbardziej. To teraz może o tym, co się stało i co doprowadziło nas do tego momentu, że opowiadamy z wypiekami na twarzy o helu od 50 minut, o którym właściwie nie zdarzyło nam się pomyśleć w mijających tygodniach, również latach, zbyt często. Otóż 2 marca tego roku irańskie drony zaatakowały Ras Laffan Industrial City w Katarze. Celem były instalacje firmy Katar Energy, która natychmiast wstrzymała produkcję gazu ziemnego i wszystkich produktów z nim powiązanych, w tym helu. 4 marca Katar Energy zawiesił dostawy do wszystkich odbiorców na świecie z powodu, cóż, okoliczności wynikających z siły wyższej. A 18 i 19 marca sytuacja zaostrzyła się jeszcze bardziej, dlatego że kolejne irańskie ataki dosięgły kolejnych celów związanych z przetwórstwem gazu ziemnego w Katarze. Katar momentalnie wydalił irańskich attaché wojskowych, ich personel. No ale to nie zmieniło złej sytuacji, bo uszkodzone zostały dwie z 14 linii skraplania LNG, czyli gazu, i jeden z dwóch zakładów, takich instalacji, które przetwarzają gaz ziemny na ciekłe paliwa i produkty ropopochodne. I co to oznacza? Oznacza to tyle, że firma Katar Energy stwierdziła, że wiele lat upłynie, zanim te wszystkie urządzenia, struktury, mechanizmy będą pracować z taką samą wydajnością, jak pracowały przed tym atakiem, a straty poniesione przez Katar sięgają około 20 miliardów dolarów.

Piotr: Żeby was nie zamordować liczbami, to pokrótce: w tej chwili szacuje się, że w wyniku tego ataku będzie nam brakowało 15% tego, co potrzebujemy. Ubyło nam mniej więcej 30% produkcji helu, natomiast mieliśmy jakieś 15% nadwyżki przed tym atakiem, czyli 30 minus 15 to jest 15, czyli mamy taki mniej więcej niedobór. W tej chwili ceny doraźne już się prawie podwoiły, 70-100% od początku tego kryzysu. Te ceny kontraktowe, długoterminowe jeszcze się nie ruszyły, ale najprawdopodobniej to się zmieni, bo wiadomo, jaka jest sytuacja.

Dodatkowo jeszcze na Bliskim Wschodzie utknęły kontenery służące do transportu helu. Te kontenery to nie jest byle co, bo taki kontener to jest około miliona dolarów, każdy z nich w dodatku. Hel nie bardzo chce czekać, to znaczy około półtora miesiąca potrzeba, żeby z takiego kontenera ten hel uciekł, czyli one tam nie mogą za długo czekać. Także w tej chwili właściwie nie jesteśmy w stanie powiedzieć w obecnej sytuacji, zwłaszcza że ta sytuacja jest wybitnie niestabilna. Nie ma sensu relacjonować tego, co się dzieje w tej chwili, dlatego że prezydent Stanów Zjednoczonych co chwilę zmienia zdanie, coś mówi, potem albo sam to dementuje, albo ktoś to dementuje i nikt nie wie tak naprawdę, co się dzieje. W związku z czym szalenie trudno jest tutaj oczekiwać jakiejkolwiek stabilności, a hel nie jest takim produktem, który poczeka sobie.

Ola: Co gorsze, jeśli chodzi o złoża helu, to one są rozmieszczone tak, że jest to ewidentnie niekorzystne z geopolitycznego punktu widzenia. One są skoncentrowane na Bliskim Wschodzie, konkretnie w Katarze, i w Rosji. Jak wiemy, w tej chwili są problemy z Bliskim Wschodem związane z bombardowaniem, z ostrzeliwaniem atakami dronowymi ze strony Iranu, ale również z powodu blokady cieśniny Ormuz i tam również stoją, czekają transporty i gazu ziemnego, i helu, które również nie będą stały wiecznie. One generalnie będą cały czas uszczuplane wskutek ulatywania helu do atmosfery.

I co gorsza, dopiero dziś widzimy, jak bardzo lekkomyślnie ten hel był traktowany, bo tak jak już wspominaliśmy, jak nie opłacało się wydobywać gazu ziemnego, to spalano go zamiast inwestować chociażby w odzyskiwanie helu, a hel sobie po prostu gdzieś leciał w kosmos i nikt się nim nie przejmował. W związku z czym wszystko pokazuje, jak bardzo ta sytuacja jest skomplikowana i że właściwie jeden punkt na globie jest w stanie w dużym stopniu sparaliżować cały łańcuch dostaw związany z helem, z przemysłem mikrochipów i sztuczną inteligencją i z wieloma innymi branżami, również wyposażeniem szpitali.

0:52:59 Jak Stany Zjednoczone sprzedały swoją rezerwę helu Posłuchaj

Piotr: No i w tym wszystkim pojawia się jeszcze jedna historia, trochę poboczna, ale szalenie ciekawa, ja ją bardzo krótko przedstawię. Stany Zjednoczone na początku 1917 roku odkryły złoża helu na swoich polach gazowych w Teksasie i zaczęły wydobywać ten hel i go oddzielać. Po co? Po to, że wtedy bardzo poważnie traktowano temat sterowców. Jak zachowuje się wodór, wszyscy dobrze wiemy: wodór bardzo chętnie wybucha w kontakcie z tlenem i czymś, [? niepewne: czego jest doła] zapalić. Postanowiono pozyskiwać ten hel właśnie na cele sterowcowe, natomiast skończyła się wojna, nadal wydobywano, nie było za bardzo pomysłu, co z tym robić, ale generalnie w 1925 roku Kongres ogłosił hel krytycznym surowcem, takim wojennym, i zakazał jego eksportu. Wtedy USA miały monopol na produkcję helu. Odkryły coś, co się nazywało Bush Dome w Teksasie, taką podziemną kopułę o bardzo dużej pojemności, i zaczęto wpompowywać tam hel pozyskiwany z różnych miejsc po to, żeby utworzyć Narodową Rezerwę Helową.

W ogóle słynny Hindenburg, sterowiec, był zaprojektowany do latania na helu. Natomiast helu nie było, ponieważ Stany Zjednoczone go nie eksportowały, w związku z czym latał na wodorze. Latał aż do 6 maja 1937 roku, kiedy przestał latać, bo wybuchł, i tak naprawdę zakończył tę epokę pasażerskich sterowców.

Ola: Ale to, co mówisz, napawa mnie optymizmem, bo to znaczy, że Stany Zjednoczone mają spore zapasy helu i świat nie stoi przed problemem zagłady z powodu braku helu.

Piotr: Fizycznie mają. Problem polega na tym, że tylko fizycznie, dlatego że rzeczywiście tego helu zgromadzono tam bardzo dużo i to było jeszcze aż do lat 70., nie chcę skłamać, bardzo intensywnie, ten hel pompowano, gromadzono i tak dalej. Natomiast w latach 90. Kongres postanowił być mądrzejszy niż ładniejszy i stwierdził, że w ogóle sterowce to już nie jest rzecz, która jest istotna, i że ha ha ha, po co nam ten hel w ogóle, to jest jakaś głupota, kosztuje nas to mnóstwo pieniędzy, musimy utrzymywać tę całą instalację, tego Bush Dome i w ogóle, po co nam hel, przecież na litość boską nie robimy już sterowców i sterowców nie będzie. I fantastycznie wpadli na pomysł, żeby sprzedać to wszystko. To było Helium Privatization Act z 96 roku, podpisane przez Clintona. Postanowiono to wszystko w cholerę sprzedać. What the hell? Tak, dokładnie.

Trzeba to było zrobić tak, żeby nie rozwalić rynku, dlatego że jeżeli by ten hel sprzedano jakoś nagle, to cały rynek by się straszliwie zachwiał. Skracając już całą historię, która jest [? niepewne: z kontinentu] bardzo ciekawa, sprzedano w 2024 roku całe złoże, ten cały narodowy zapas helu, firmie de facto niemieckiej, Messer, za 460 milionów dolarów. Nie jest to powiedzmy kwota, która jakoś urywa nie wiadomo co. Oni kupili ten Bush Dome, tam pole, z którego pozyskiwano również gaz, ten helowy, i jeszcze gazociąg i całe tam aktywa i tak dalej.

Ola: No i już rząd Stanów Zjednoczonych [? niepewne: ulżyła mu finansowanie].

Piotr: Jak w 96 roku zdecydowali, jak sprzedali w 24 finalnie, to się właśnie okazało, że właściwie nie ma już żadnego zapasu. To znaczy cały ten zapas, jedyny taki duży, który istniał na świecie i mógł jakoś buforować te ceny helu i zapewniać jaki taki komfort i bezpieczeństwo, jest w prywatnych rękach. Stany Zjednoczone mogą się ugryźć w trąbkę i generalnie to tyle.

Ola: Kto by to przewidział?

Piotr: Po pierwszym świetnym ruchu i zgromadzeniu tych zapasów helu później stwierdzono, że ohoho, 460 milionów dolarów, kupimy sobie za to frytki i chipsy. I właśnie sobie kupili. Teraz jest sytuacja, jaka jest. To taka ciekawostka poboczna nieco.

0:57:37 Polskie złoża helu i co dalej Posłuchaj

Ola: I w tym właśnie momencie na białym koniu wjeżdża Polska i jej złoża gazu ziemnego, z których pozyskuje hel. No właściwie nie na białym koniu, tylko na białym kucyku.

Piotr: Nie są to wielkie złoża.

Ola: Nie są wielkie, ale są istotne, bo jesteśmy jedynym eksporterem helu w Unii Europejskiej. Co w sytuacji, gdy Rosja jest objęta embargiem i jej złoża helu, oraz Katar jest zablokowany, stawia nas w pozycji, jakby to powiedzieć, uprzywilejowanej. Trudne słowo. Polska wytwarza około 2,5 do 3 mln m³ helu oczyszczonego rocznie. W skali globalnej może to nie jest najwięcej, bo stanowi około 1,5% tej światowej podaży. Skromna liczba, ale jako że jesteśmy jedynym źródłem europejskim, to stawia nas jednak w jakiejś tam lepszej pozycji, niż gdyby tego nie było. Faktycznie cały ten hel z naszego kraju trafia na eksport do Niemiec, Włoch, Wielkiej Brytanii, Czech, Austrii, Ukrainy i głównie na naszym helu opierają swoje działanie aparaty do rezonansu magnetycznego w tych krajach.

Piotr: Tak, natomiast dlaczego w ogóle u nas ten hel nagle się pojawia? Oczywiście złoża helu są w większości miejsc. Natomiast tak się składa, że ten polski gaz ziemny ma wyższą zawartość helu niż w większości miejsc i to jest mniej więcej 0,3-0,4%. Granica opłacalności separacji helu to jest właśnie mniej więcej 0,3%, więc tu jesteśmy na granicy opłacalności, ale typowa zawartość helu w złożach gazowych na świecie to jest poniżej 0,1%, więc jednak mamy go całkiem dużo, jeżeli w ten sposób na to spojrzymy. To jest specyfika geologiczna i ja próbowałem dociec, dlaczego akurat u nas. Nasz gaz ziemny jest mocno zaazotowany, co nie jest dobrą wiadomością, jeśli chodzi o jego użyteczność, że tak powiem, do spalania, natomiast dobrą wiadomością jest to, że zaazotowany gaz to najczęściej jest też mocno zahelowany.

Mamy 18 udokumentowanych złóż helu i to jest Wielkopolska, Zachodniopomorskie, Dolnośląskie. Te zasoby, które można wydobyć, szacuje się na mniej więcej niespełna 23 miliony metrów sześciennych, więc w porównaniu z tymi wielkimi krajami, znaczy niewielkimi krajami, ale wielkimi zasobami, to jest niezbyt dużo. Natomiast tak jak Ola wspomniała, u nas to jest na europejskie warunki całkiem dobrze. Największe złoże to jest Bogdaj-Uciechów, 10 milionów metrów sześciennych, tam [? niepewne: miliczne] okolice.

Ola: To są okolice Ostrowa Wielkopolskiego.

Piotr: No tak. I mamy jeszcze Tarchały, [? niepewne: Trzeburz], Grochowice, Wilków. Powiem tak: w tej chwili to, co mamy, to jest zasób na kilkadziesiąt lat, jeżeli będziemy utrzymywali obecną skalę, czyli szału nie ma. Ale jak widać, w takiej trudnej sytuacji, kiedy wypada nam najpierw jeden wielki producent, bo Rosja, potem drugi, bo Katar, zaczyna się liczyć naprawdę każdy atom helu.

Ola: Jeśli chodzi o to zaazotowanie naszego gazu ziemnego, to już w latach 70. stworzono coś, co się nazywa odazotownią w Odolanowie. To jest w województwie wielkopolskim i to była wówczas czwarta tego typu instalacja na świecie. W toku tego odazotowania właśnie zaczęto pozyskiwać hel w tej instalacji i od momentu uruchomienia uzyskano go aż 90 milionów metrów sześciennych. W skali naszej, tak jak mówimy, to jest okej, w skali światowej niewiele, ale nie narzekajmy, cieszmy się, że jest. Generalnie mało kto słyszał o Odolanowie, być może teraz ta miejscowość stanie się głośniejsza.

Piotr: Wszystkich, którzy słyszeli, przepraszamy, no to nie tak.

Ola: Przepraszamy najmocniej.

Piotr: Może według siebie mierzymy. Mamy swoje zasługi też, jeśli chodzi o nowoczesność, bo tam wdrożyliśmy taką, znaczy my jak my, PGNiG, to chyba teraz jest obecnie Orlen, wdrożyli taką membranową instalację odzyskiwania helu, która pomagała koncentrować ten hel. Taka technologia bardzo innowacyjna i, że tak powiem, zwiększająca sensowność tego działania w tych naszych warunkach, gdzie tego helu nie jest jakoś strasznie dużo.

Ola: Ona działa przy kopalni Kościan-Brońsko.

Piotr: Co dalej? Bo oczywiście nie wiadomo, jak długo potrwa ta sytuacja na Bliskim Wschodzie. Tam się też stale coś kotłuje. Wiele zależy od widzimisię pana prezydenta Trumpa. Wiele zależy od różnych innych czynników. Więc oczywiście myśli się o tym, co dalej. Są inne też złoża helu. Na przykład w 2016 roku w Tanzanii odkryto duże złoże. Są też, wiemy, w innych krajach, ale one wymagają dużych inwestycji. To, co w tej chwili jest bardzo rozwijane, to jest odzysk helu w przemyśle. To znaczy zapobiega się ucieczce helu. Odzyskuje się go. Robi się formę recyklingu. To jest coś, co na pewno będzie w najbliższych latach bardzo istotne.

Ola: I jeszcze jedno pytanie się tutaj pojawia. Czy to jest właśnie moment takiego otrzeźwienia, w którym świat zacznie traktować hel jako zasób strategiczny? Chociażby na takiej zasadzie, jak zaczął traktować ropę po roku 1973. Dodajmy, że my tego nie pamiętamy, natomiast można sobie wyczytać w historii, że rok 1973 był obarczony bardzo dużym kryzysem związanym ze wzrostem cen ropy naftowej na rynkach światowych. A to wynikało z tego, że kraje arabskie nałożyły embargo na Stany Zjednoczone, które popierały Izrael w wojnie izraelsko-arabskiej Jom Kipur, która wybuchła w październiku 1973 roku.

Piotr: Dużo się działo w tym czasie.

Ola: Tak, ceny wystrzeliły i po tym okresie rzeczywiście zaczęto traktować ropę naftową jako coś ważnego. Coś, co wcale nie jest takie oczywiste, i podaż tego nie jest taka oczywista, i nie będzie ta ropa płynąć wiecznie, jeżeli się o to nie zadba. W związku z czym być może jesteśmy w podobnej sytuacji, jeśli chodzi o zasoby helu, które, jak się okazało i jak tutaj też wykazaliśmy, mamy nadzieję, w tym naszym podcaście, są niezwykle ważne dla funkcjonowania naszego świata, dla funkcjonowania tych technologii, do których jesteśmy przyzwyczajeni i od których w dużym stopniu obecnie zależymy.

Piotr: Dokładnie, więc mamy dość paradoksalną sytuację, kiedy drugi najpopularniejszy, najczęstszy pierwiastek we wszechświecie na Ziemi jest bardzo trudno dostępny, a w dodatku dość beztrosko go wypuszczamy. On wcale u nas nie zostaje, tylko leci sobie w kosmos, więc problem jest do rozwiązania na pewno.

Ola: Otóż to i tutaj ten balonik helowy, który po prostu ulatuje sobie gdzieś w przestrzeń i wypuszcza ten hel, to jest taka trochę metafora tego, co my jako ludzkość robimy z gazem, który powstawał przez miliony lat w skorupie ziemskiej, a tymczasem my go po prostu w ciągu minut czy godzin tracimy i go po prostu wypuszczamy.

Piotr: Jeżeli ten odcinek wam się podobał, to bardzo nam będzie miło, jeżeli na przykład postawicie nam kawę albo psom smaczki na [? niepewne: bajkofitu]. Jak psom smaczki, to napiszcie koniecznie w komentarzu, że to na smaczki, żebyśmy na kawę nie wydali.

Ola: Albo opowiecie o nas innym, albo pozytywnie nas ocenicie tam, gdzie słuchacie naszego podcastu.

Piotr: Tak, to jest cenne i pozwala podkręcić algorytmy. Zostaje nam słowo na dziś i tym słowem jest… [? niepewne: transkrypcja urywa się przed podaniem słowa]

Źródła

* https://en.wikipedia.org/wiki/Helium

* https://home.cern/science/engineering/cryogenics-low-temperatures-high-performance

* https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2025/mcs2025.pdf

* https://www.rsna.org/news/2023/january/helium-shortage-for-mri

* https://www.pgi.gov.pl/surowce/energetyczne/hel.html

* https://www.orlen.pl/pl/o-firmie/co-robimy/polskie-aktywa-upstream/zespol-oddzialow-upstream-polska/oddzial-w-zielonej-gorze/bezpieczenstwo/odazotowania-w-odolanowie

* https://www.messer-us.com/press-releases/messer-completes-acquisition-of-federal-helium-system-from-blm

* https://www.aljazeera.com/news/2026/3/18/qatar-says-iran-missile-attack-sparks-fire-causes-damage-at-gas-facility

* https://www.gasworld.com/story/damage-to-qatar-lng-trains-will-cut-helium-output-by-14-for-many-years/2174708.article/

* https://finance.yahoo.com/news/iran-war-disrupts-global-helium-153800382.html