พาไปรู้จัก “ฮีเลียม” (Helium - He) อีกหนึ่งธาตุหายาก ทำไมจึงสำคัญกับหลายอุตสาหกรรม เราพาไปหาคำตอบ

วิกฤตการณ์ที่กำลังเกิดขึ้นในตะวันออกกลางและช่องแคบฮอร์มุซ ไม่ได้ส่งผลกระทบแค่เพียงเรื่องน้ำมันเท่านั้น แต่ยังจำกัดการขนส่งฮีเลียมด้วย ก๊าซธรรมชาติชนิดนี้มีบทบาทสำคัญในหลายอุตสาหกรรม รวมถึงการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และการแพทย์ ทำให้บริษัทต่าง ๆ ต้องมองหาแหล่งก๊าซทางเลือกอื่นมาทดแทน

“ฮีเลียม” (Helium - He)

ทำไม? “ฮีเลียม” จึงสำคัญ

“ฮีเลียม” (Helium - He) เป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับสองในจักรวาล แต่กลับค่อนข้างหายากบนโลกใบนี้ ฮีเลียมเกิดขึ้นในเปลือกโลก โดยเกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี เช่น ยูเรเนียม และทอเรียม จากนั้นฮีเลียมจะค่อย ๆ สะสมตัวในแหล่งสะสมตามธรรมชาติ แต่เมื่อถูกปล่อยออกมา ฮีเลียมจะลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศและในที่สุดก็จะลอยออกไปในอวกาศ

เนื่องจากฮีเลียมมีน้ำหนักเบากว่าก๊าซอื่น ๆ เช่น ไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นอย่างมาก ดังนั้นแรงโน้มถ่วงของโลกจึงดึงฮีเลียมไว้ได้ยากกว่า ในขณะเดียวกัน ฮีเลียมก็เป็นก๊าซเฉื่อยซึ่งหมายความว่า ไม่สามารถสร้างสารประกอบได้ จึงทำให้ฮีเลียมไม่ถูกกักเก็บไว้ในแร่ธาตุหรือโมเลกุลเหมือนธาตุอื่น ๆ

แม้ว่าจะมีอยู่น้อย แต่ฮีเลียม (Helium - He) กลับเป็นหนึ่งในธาตุที่สำคัญที่สุด แม้ว่าจะมักถูกมองข้ามไปก็ตาม ในโลกยุคใหม่ฮีเลียมเหลวมีคุณสมบัติพิเศษคือสามารถเข้าถึงอุณหภูมิที่เย็นจัดมากจนเข้าใกล้ “ศูนย์สัมบูรณ์” หรือ Absolute Zero (-273.15°C) ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ด้านตัวนำยิ่งยวด และยังเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการใช้งานหลายด้านอีกด้วย

เช่น ฮีเลียมถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นในเครื่อง MRI ซึ่งเครื่องสแกนเหล่านี้ใช้ในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ผ่านการสร้างภาพสามมิติที่มีความละเอียดสูงของร่างกายโดยอาศัยแม่เหล็ก ตัวนำยิ่งยวดช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลได้โดยแทบไม่มีความต้านทาน ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและเสถียรมาก แต่เพื่อให้เกิดเช่นนี้ ฮีเลียมเหลวจึงถูกนำมาใช้ เพื่อช่วยให้แม่เหล็กสามารถรักษาอุณหภูมิต่ำมาก ประมาณ -269°C

ในทำนองเดียวกัน เครื่อง Nuclear Magnetic Resonance spectrometers (NMR) ซึ่งใช้ในการระบุโครงสร้างของโมเลกุล อาศัยฮีเลียมเหลวในการระบายความร้อนให้กับแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด เครื่องมือวิเคราะห์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในสถาบันการศึกษาและอุตสาหกรรม โดยมีบทบาทสำคัญในการวิจัยด้านอาหาร เคมี รวมถึงเภสัชกรรม ใช้เพื่อยืนยันองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์-ระบุสิ่งเจือปน และฮีเลียมเหลวยังใช้ในการระบายความร้อนให้กับแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดของเครื่องเร่งอนุภาค เช่น เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ (Large Hadron Collider) ที่ห้องปฏิบัติการ CERN (องค์กรวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป) ในกรุงเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ด้วย

นอกจากนี้ ฮีเลียม (Helium - He) ยังมีบทบาทสำคัญในการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ โดยใช้ในการไล่ออกซิเจนและความชื้นในโรงงานผลิต นอกจากนี้ ฮีเลียมยังใช้เป็นสารหล่อเย็นเพื่อช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไปในระหว่างกระบวนการกัดเซาะ ซึ่งเป็นการกำจัดวัสดุที่ไม่จำเป็นออกไปเพื่อสร้างรูปแบบวงจรที่ต้องการ สำหรับชิปบางเฉียบ

ความสำคัญอื่น ๆ “ฮีเลียม” (Helium - He) ยังถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บางประเภท ซึ่งเรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์วิจัยแบบระบายความร้อนด้วยแก๊ส (Gas-Cooled Reactor: GCR) และยังใช้ในการระบายความร้อนเชื้อเพลิงจรวดระหว่างการขึ้นบินอีกด้วย ขณะที่ ใยแก้วนำแสงสมัยใหม่ใช้ฮีเลียมในการสร้างบรรยากาศป้องกัน (เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดฟองอากาศหรือตำหนิภายในแก้วขณะที่เส้นใยยังร้อน ซึ่งอาจส่งผลต่อการส่งสัญญาณแสงและความแข็งแรงของสาย) นอกจากนี้นักดำน้ำลึกก็ยังใช้ฮีเลียมผสมกับออกซิเจนในถังออกซิเจน เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายจากโรคจากการลดความดันอย่างรวดเร็ว (decompression sickness) ด้วย

“ฮีเลียม” (Helium - He)

วิกฤตห่วงโซ่อุปทาน (Supply Chain) “ฮีเลียม”

“ฮีเลียม” (Helium - He) เป็นทรัพยากรที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของเรา แต่ความไม่มั่นคงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในตะวันออกกลางกำลังคุกคามปริมาณฮีเลียมทั่วโลก เนื่องจากปริมาณการผลิตฮีเลียมกระจุกตัวอยู่ในกาตาร์เกือบหนึ่งในสาม (สหรัฐอเมริกา แอลจีเรีย และรัสเซียเป็นผู้ผลิตรายใหญ่อื่น ๆ)

ย้อนกลับไปในเดือนมีนาคม 2026 อิหร่านได้โจมตีกาตาร์ ทำให้กำลังการผลิต “ก๊าซธรรมชาติเหลว” ของกาตาร์ลดลงไปประมาณ 17% ส่งผลให้กาตาร์ต้องหยุดการผลิต ในขณะเดียวกัน การที่อิหร่านควบคุมช่องแคบฮอร์มุซ ซึ่งเป็นเส้นทางเดินเรือสำคัญ ก็ส่งผลให้การส่งออกก๊าซธรรมชาติและฮีเลียมของกาตาร์ลดลงด้วย การสูญเสียส่วนหนึ่งของอุปทานฮีเลียมทั่วโลกนี้ อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อวงการแพทย์ อุตสาหกรรม และการวิจัย

Cameron Johnson ที่ปรึกษาด้านห่วงโซ่อุปทานจาก Tidal Wave Solutions กล่าวว่า การขาดแคลนฮีเลียมเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่ง ผู้ที่ได้รับผลกระทบ ทางเลือกในการชดเชยในทันทีมีไม่มากนัก นอกจากการลดปริมาณการผลิตหรือให้ความสำคัญกับผลิตภัณฑ์ที่จำเป็น แต่หากสถานการณ์ในตะวันออกกลางไม่ได้รับการแก้ไขในเร็ววัน อาจนำไปสู่การลดการผลิตที่จะส่งผลกระทบต่อการผลิตสินค้าสำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์ รถยนต์ และสมาร์ตโฟน

ด้าน Gavin DJ Harper นักวิจัยจาก Centre for Strategic Elements & Critical Materials มหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม ได้ให้ข้อมูลว่า แม้ว่าสหรัฐอเมริกาจะมีแหล่งสำรองฮีเลียมใหญ่ที่สุดในโลก แต่ก็ได้ขายแหล่งสำรองส่วนใหญ่ไปแล้วภายใต้กฎหมายการจัดการฮีเลียมปี 2013 เมื่อห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์ถูกคุกคาม มีความเสี่ยงที่การขาดแคลน “ฮีเลียม” อาจเป็นอุปสรรคต่อการปฏิวัติปัญญาประดิษฐ์ (AI)

Harper ได้กล่าวเพิ่มเติมว่า ปัจจุบันมีหลายวิธีที่ประเทศต่าง ๆ สามารถใช้ปรับตัวให้เข้ากับสถานการณ์นี้ เช่น ควรเก็บรักษาสารสำรองฮีเลียมที่มีอยู่ ไว้สำหรับการใช้งานที่สำคัญ การใช้งานควรจำกัดเฉพาะการใช้งานที่คุณสมบัติเฉพาะตัวของฮีเลียมมีความจำเป็นต่อประสิทธิภาพการทำงาน และแม้ว่าฮีเลียมจะรั่วไหลสู่ชั้นบรรยากาศได้ง่าย แต่ก็สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (แม้ว่าจะทำได้ยากก็ตาม) นอกจากนี้ ควรสำรวจแหล่งสำรองทางเลือกอื่น ๆ (ปัจจุบันจีนกำลังดำเนินการอยู่) ในขณะเดียวกันก็ควรขยายการผลิตไปยังประเทศอื่น ๆ ด้วย แต่วิธีที่จะแก้ปัญหาได้เร็วที่สุดคือ การทำให้สงครามในตะวันออกกลางจบลง กาตาร์กลับมาผลิตฮีเลียมพร้อมกับส่งออกผ่านทางช่องแคบฮอร์มุซได้อีกครั้ง

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : iflscience

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ธาตุหายาก! “ฮีเลียม” สำคัญอย่างไร? เมื่อทั่วโลกกำลังขาดแคลน