헬륨의 대체재가 없다...고갈을 막아라

크리스토퍼 리트너, 콜로라도 주립 대학의 선임 연구 과학자는 헬륨은 매력적인 기체라고 말한다. 헬륨이 가득한 통에 고체를 넣으면 초전도체가 된다. 초전도체는 열을 발생시키지 않고도 전기를 무한히 통과시킬 수 있는 물질이다. 이 때문에 헬륨은 풍선을 띄우는 것 이상의 가치가 있다. 이런 특징이 있기 때문에 우주여행(로켓 엔진에 연료 주입용)은 물론, MRI(이미징 자석 냉각용)에까지 다양하게 쓰인다. 그러나 헬륨은 또한 매우 비협조적이기도 하다.

헬륨은 다른 어떤 화합물과도 들러붙지 않는다. 그리고 지구 중력은 너무 약해서 떠오르는 헬륨을 붙잡아 둘 수 없다. 대기권을 벗어난 헬륨은 그대로 지구와 안녕이다. 그런데 왜 헬륨이 아직도 남아 있는가? 수백만 년 동안 우라늄 등 다른 원소들이 붕괴하면서 헬륨을 만들어내고 있기 때문이다. 그리고 이렇게 만들어진 헬륨은 다른 광물 속에 묶여 있다. 카타르 등 여러 나라는 이런 식으로 헬륨을 많이 보유하고 있다. 그러나 이런 헬륨 매장지 중 대부분은 정치 경제적인 이유로 채굴이 어렵다.

현재로서는 헬륨의 대체재가 없다. 때문에 이 귀한 자원을 아껴가며 써야 한다. 그래서 연구소에서는 헬륨을 재사용하고 있다. 연구소에서는 초강력 자석을 위한 초전도 환경 생성에 헬륨을 사용하고 있다.

연구소는 큰 보온병처럼 생긴 용기에 액체 헬륨을 보관한다. 그러나 시간이 지나면 뜨거운 음료에서 김이 나오듯이 액체 헬륨 일부가 용기 밖으로 빠져나간다. 그래서 이 용기 밖에 큰 풍선을 씌우고, 헬륨을 빨아들이는 압축기도 연결해 빠져나온 헬륨을 회수, 가압 저장한다.

그 다음 헬륨을 정제, 응축해 액체로 만들어 재사용한다. 이렇게 해서 전체 헬륨 중 총 80% 이상을 재사용한다. 앞으로 기술이 더욱 발전하여 더 많은 과학자들이 헬륨을 재사용할 수 있기를 바란다.