Helium adalah unsur gas yang berada di kelompok 18 dalam tabel periodik dengan simbol He. Unsur ini ditemukan pada tahun 1868 oleh astronom Pierre-Jules-César Janssen saat ia mengamati gerhana matahari. Helium adalah unsur kedua yang paling melimpah di alam semesta setelah hidrogen. Meskipun memiliki berbagai aplikasi yang berbeda, fungsi helium yang paling terkenal adalah sebagai gas pengisi balon.
Salah satu keunggulan utama helium adalah sifatnya yang ringan. Dibandingkan dengan udara, helium memiliki densitas yang lebih rendah sehingga dapat mengapung. Inilah mengapa helium sering digunakan sebagai gas pengisi balon untuk membuatnya terbang di udara. Namun, fungsi helium tidak hanya sebatas itu. Berikut ini adalah beberapa fungsi dan manfaat helium yang perlu Anda ketahui.
Helium di Industri
Helium memiliki berbagai aplikasi di industri. Salah satu penggunaan utamanya adalah dalam pendingin suhu rendah. Helium digunakan dalam pemeliharaan suhu rendah untuk menjaga suhu yang stabil pada berbagai peralatan, seperti magnet superkonduktor di mesin pencitraan resonansi magnetik (MRI), pembuat es kering, dan pendingin superkonduktor. Pemanfaatan helium dalam industri sangat penting karena sifatnya yang inert dan tidak mudah terbakar. Hal ini membuat helium menjadi pilihan yang aman dan efektif dalam menjaga suhu yang diperlukan dalam proses industri.
Pendingin Suhu Rendah
Salah satu aplikasi helium yang paling umum adalah sebagai pendingin suhu rendah. Helium digunakan dalam industri untuk menjaga suhu yang rendah pada berbagai peralatan. Magnet superkonduktor di mesin pencitraan resonansi magnetik (MRI), misalnya, memerlukan suhu yang sangat rendah agar dapat berfungsi dengan baik. Helium digunakan sebagai pendingin untuk menjaga suhu magnet pada tingkat yang diperlukan agar mesin MRI dapat bekerja dengan efisien dan memberikan hasil citra yang akurat.
Helium juga digunakan dalam pembuatan es kering. Proses pembuatan es kering memerlukan suhu rendah yang dapat dicapai dengan menggunakan helium. Es kering, atau karbon dioksida padat, banyak digunakan dalam industri untuk berbagai aplikasi, seperti transportasi bahan makanan yang mudah rusak, pembersihan dengan metode pengecatan, dan penghilangan tumpahan minyak pada permukaan air.
Selain itu, helium juga digunakan sebagai pendingin dalam banyak peralatan superkonduktor. Peralatan ini membutuhkan suhu yang sangat rendah untuk mencapai tingkat superkonduktivitas yang diinginkan. Dengan menggunakan helium sebagai pendingin, suhu yang diperlukan dapat dipertahankan dengan baik sehingga peralatan superkonduktor dapat berfungsi secara optimal.
Penggunaan dalam Proses Fabrikasi dan Pemrosesan
Helium juga digunakan dalam proses fabrikasi dan pemrosesan berbagai bahan dan produk. Salah satu contohnya adalah dalam proses pengelasan. Helium digunakan sebagai gas pelindung dalam pengelasan dengan busur listrik. Pengelasan dengan busur listrik menggunakan panas tinggi untuk melelehkan logam yang akan disambungkan. Dalam proses ini, helium berfungsi sebagai gas pelindung yang melindungi logam yang sedang dikerjakan dari reaksi dengan oksigen dan nitrogen di udara. Dengan menghindari reaksi ini, pengelasan dapat menghasilkan sambungan yang kuat dan tahan lama.
Helium juga digunakan dalam proses pemrosesan semikonduktor. Industri semikonduktor membutuhkan kebersihan dan kontrol suhu yang ketat untuk memproduksi chip berkualitas tinggi. Helium digunakan dalam pendinginan berbagai peralatan semikonduktor selama proses fabrikasi chip. Dengan menggunakan helium, suhu yang lebih rendah dapat dicapai dan kontrol suhu yang lebih baik dapat dipertahankan. Hal ini penting untuk menghasilkan chip yang berkualitas tinggi dengan performa yang stabil dan handal.
Selain itu, helium juga digunakan dalam proses pembuatan kaca optik. Proses produksi kaca optik membutuhkan suhu tinggi dan kontrol yang ketat. Helium digunakan dalam oven kaca untuk menjaga suhu yang konsisten dan menghindari deformasi kaca selama proses peleburan dan pembentukan. Dengan menggunakan helium, produksi kaca optik dapat mencapai kualitas yang tinggi dengan ketepatan yang baik dalam bentuk dan ukuran.
Helium dalam Penelitian Sains
Helium juga memiliki peran penting dalam penelitian sains. Salah satu penggunaan utamanya adalah dalam eksperimen fisika dan kimia. Helium cair digunakan dalam penelitian suhu rendah, seperti dalam eksperimen fisika partikel dan studi sifat-sifat material pada suhu ekstrim.
Studi Suhu Rendah
Penelitian suhu rendah merupakan area penting dalam fisika dan kimia. Suhu yang sangat rendah dapat mengungkapkan perilaku unik dari bahan dan partikel. Helium cair digunakan sebagai medium pendinginan dalam eksperimen suhu rendah. Helium memiliki sifat yang unik saat mencapai suhu sangat rendah, yaitu menjadi superfluida. Superfluida adalah keadaan di mana helium kehilangan semua viskositasnya dan mengalir tanpa gesekan. Dalam penelitian suhu rendah, helium cair digunakan untuk mencapai suhu yang sangat rendah dan mempelajari sifat-sifat material dalam kondisi ekstrim ini.
Penelitian suhu rendah memiliki berbagai aplikasi dalam fisika dan kimia. Misalnya, penelitian suhu rendah dapat digunakan untuk mempelajari fenomena superkonduktivitas, yaitu konduktivitas listrik tanpa hambatan yang terjadi pada suhu sangat rendah. Dalam penelitian ini, helium cair digunakan untuk mencapai suhu yang diperlukan untuk mempelajari sifat-sifat superkonduktor dan mengembangkan aplikasi baru dalam teknologi.
Penelitian Fisika Partikel
Helium juga digunakan dalam penelitian fisika partikel. Fisika partikel adalah bidang penelitian yang mempelajari struktur dan sifat dasar dari materi dan kekuatan alam. Dalam eksperimen fisika partikel, partikel bermuatan seperti proton dan elektron melewati medium detektor. Medium ini dapat berupa helium gas, dan ketika partikel bermuatan melewati helium, mereka akan menghasilkan jejak ion yang dapat dideteksi dan dianalisis. Dengan mempelajari jejak ini, para ilmuwan dapat memahami sifat dan perilaku partikel tersebut, dan mengungkapkan hukum-hukum fisika yang mendasari alam semesta.
Penelitian fisika partikel telah memberikan kontribusi besar dalam memahami dasar alam semesta dan mengembangkan teknologi baru. Salah satu contoh aplikasinya adalah dalam pengembangan teknologi medis seperti pemindaian tomografi positron (PET). PET menggunakan partikel bermuatan positif yang meluruh untuk mendeteksi dan memvisualisasikan aktivitas metabolik dalam tubuh manusia. Dalam eksperimen ini, helium digunakan sebagai medium detektor untuk mencatat jejak partikel positif dan menghasilkan gambaran yang akurat dari aktivitas dalam tubuh manusia.
Helium dalam Industri Penerbangan
Helium juga memiliki peran penting dalam industri penerbangan. Gas ini digunakan sebagai gas pengisi balon udara panas. Balon udara panas yang diisi dengan helium dapat terbang selama beberapa jam dengan membawa kamera, instrumen ilmiah, atau penumpang dalam perjalanan udara yang aman dan menarik.
Penggunaan dalam Balon Udara Panas
Sejak penemuan balon udara panas, helium telah menjadi pilihan gas pengisi yang umum digunakan. Balon udara panas bekerja berdasarkan prinsip bahwa gaslebih ringan dari udara, sehingga balon dapat terangkat. Helium adalah salah satu gas yang sangat cocok untuk pengisian balon udara panas karena densitasnya yang rendah, membuat balon dapat mengapung di udara dengan stabil.
Balon udara panas yang diisi dengan helium memiliki berbagai aplikasi dalam industri penerbangan. Salah satu aplikasi yang paling terkenal adalah balon udara panas wisata. Balon udara panas wisata telah menjadi daya tarik wisata yang populer di banyak tempat di seluruh dunia. Wisatawan dapat naik balon udara panas yang diisi dengan helium dan menikmati pemandangan yang spektakuler dari ketinggian. Balon udara panas ini juga sering digunakan sebagai media iklan dan promosi, dengan logo atau pesan yang tertera di bagian luar balon.
Selain itu, balon udara panas yang diisi helium juga digunakan dalam misi penelitian dan eksplorasi. Dalam penelitian geografi dan lingkungan, balon udara panas dapat membawa instrumen ilmiah untuk mengumpulkan data dan melakukan pemantauan. Misalnya, balon udara panas dapat digunakan untuk mengamati pola cuaca, memetakan lahan, atau memantau kondisi lingkungan tertentu. Balon udara panas juga digunakan dalam misi eksplorasi di daerah terpencil atau sulit dijangkau. Dengan menggunakan balon udara panas, para peneliti dapat mencapai daerah-daerah yang sulit dijangkau secara konvensional dan melakukan penelitian atau pengamatan yang diperlukan.
Selain itu, balon udara panas juga digunakan dalam kegiatan olahraga dan kompetisi. Balon udara panas yang diisi helium sering digunakan dalam kompetisi balap balon udara panas. Peserta akan naik dalam balon udara panas dan berlomba untuk mencapai tujuan tertentu atau menyelesaikan tantangan yang diberikan. Balapan balon udara panas merupakan kegiatan yang menarik dan menantang, dengan peserta harus mengandalkan keterampilan navigasi dan pemahaman tentang kondisi udara untuk mencapai kemenangan.
Selain balon udara panas, helium juga digunakan dalam industri penerbangan dalam bentuk gas helium yang terkompresi. Gas helium yang terkompresi digunakan dalam sistem pengisi ban pesawat terbang. Sistem ini memungkinkan pengisian ban pesawat dengan gas helium yang menggantikan udara biasa. Penggunaan helium dalam pengisian ban pesawat memiliki beberapa keuntungan. Helium memiliki densitas yang lebih rendah daripada udara, sehingga penggunaannya dapat mengurangi berat total pesawat dan meningkatkan efisiensi bahan bakar. Selain itu, helium juga memiliki sifat inert yang membuatnya aman digunakan dalam sistem pesawat.
Helium dalam Terapi Medis
Helium juga memiliki manfaat dalam terapi medis. Campuran helium-oksigennya digunakan dalam perawatan pasien dengan gangguan pernapasan, seperti asma, bronkitis, dan penyakit paru obstruktif kronis (PPOK). Campuran ini membantu pasien bernapas lebih mudah dan mengurangi beban kerja pada paru-paru.
Penggunaan dalam Terapi Pernapasan
Helium-oksigen digunakan dalam terapi pernapasan untuk membantu pasien dengan gangguan pernapasan. Campuran ini digunakan ketika pasien mengalami kesulitan bernapas atau memiliki gangguan pernapasan kronis. Helium memiliki densitas yang lebih rendah daripada udara, sehingga campuran helium-oksigen memberikan resistensi yang lebih rendah saat pasien bernapas. Hal ini membantu pasien mengurangi beban kerja pada paru-paru dan memungkinkan mereka bernapas dengan lebih mudah. Terapi helium-oksigen juga digunakan dalam situasi darurat ketika pasien mengalami kesulitan bernapas dan memerlukan bantuan ekstra untuk memperbaiki fungsi pernapasan mereka.
Terapi pernapasan dengan helium-oksigen digunakan dalam berbagai kondisi pernapasan, seperti asma, bronkitis, dan penyakit paru obstruktif kronis (PPOK). Asma adalah kondisi di mana saluran pernapasan menjadi bengkak dan menyempit, menyebabkan kesulitan bernapas. Campuran helium-oksigen membantu memperbesar saluran pernapasan dan memperbaiki aliran udara, sehingga membantu mengurangi gejala asma. Bronkitis adalah peradangan pada saluran udara yang menyebabkan batuk yang berkepanjangan. Terapi helium-oksigen dapat membantu mengurangi kejang pada saluran udara dan mengurangi batuk yang disebabkan oleh bronkitis. PPOK adalah kondisi yang melibatkan penyempitan saluran pernapasan kronis dan menghambat aliran udara. Penggunaan helium-oksigen dalam terapi pernapasan dapat membantu memperbaiki aliran udara dan mengurangi gejala PPOK.
Helium dalam Deteksi Kebocoran
Helium juga digunakan dalam deteksi kebocoran. Karena helium tidak terbakar dan tidak beracun, gas ini sering digunakan untuk menguji kebocoran pada sistem pipa dan peralatan. Helium yang dimasukkan ke dalam sistem akan keluar melalui kebocoran yang ada, dan dengan menggunakan detektor helium, kebocoran dapat dengan mudah terdeteksi.
Penggunaan dalam Deteksi Kebocoran Pipa
Deteksi kebocoran pipa merupakan langkah penting dalam pemeliharaan dan keamanan sistem pipa. Kebocoran pada sistem pipa dapat menyebabkan kerugian finansial dan bahkan bahaya bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Helium digunakan dalam deteksi kebocoran pipa karena sifatnya yang tidak terbakar dan tidak beracun. Helium dimasukkan ke dalam sistem pipa yang akan diperiksa, dan jika terjadi kebocoran, helium akan keluar melalui kebocoran tersebut. Detektor helium kemudian digunakan untuk mendeteksi keberadaan helium di sekitar sistem pipa. Jika detektor menunjukkan adanya helium, artinya ada kebocoran pada pipa tersebut.
Deteksi kebocoran dengan menggunakan helium memiliki keuntungan dibandingkan dengan metode deteksi lainnya. Helium adalah gas yang sangat kecil dan dapat dengan mudah menembus celah kecil dalam sistem pipa. Hal ini membuat deteksi kebocoran lebih akurat dan efisien. Selain itu, helium juga tidak beracun, sehingga aman digunakan dalam proses deteksi kebocoran pipa yang berhubungan dengan air minum atau sistem pipa yang mengangkut bahan berbahaya.
Helium dalam Pembuatan Kaca Optik
Helium juga digunakan dalam pembuatan kaca optik. Proses produksi kaca optik membutuhkan suhu tinggi dan kontrol yang ketat. Helium digunakan dalam oven kaca untuk menjaga suhu yang konsisten dan menghindari deformasi kaca selama proses peleburan dan pembentukan.
Penggunaan dalam Produksi Kaca Optik
Helium digunakan dalam produksi kaca optik untuk menjaga suhu yang konsisten selama proses peleburan dan pembentukan kaca. Proses produksi kaca optik melibatkan pemanasan bahan baku kaca hingga mencapai suhu yang sangat tinggi sehingga meleleh dan dapat dicetak atau dibentuk sesuai kebutuhan. Dalam proses ini, helium digunakan dalam oven kaca untuk menjaga suhu yang konsisten dan menghindari deformasi kaca akibat perubahan suhu yang tiba-tiba atau tidak terkendali. Dengan menggunakan helium, produksi kaca optik dapat mencapai kualitas yang tinggi dengan ketepatan yang baik dalam bentuk dan ukuran.
Produksi kaca optik yang berkualitas sangat penting dalam berbagai industri. Kaca optik digunakan dalam pembuatan lensa kacamata, lensa kamera, dan alat optik lainnya. Kualitas kaca optik yang baik sangat penting untuk menghasilkan hasil optik yang akurat dan jernah. Penggunaan helium dalam produksi kaca optik memastikan bahwa kaca yang dihasilkan bebas dari deformasi dan memiliki kemampuan optik yang optimal. Dengan menjaga suhu yang konsisten dan menghindari deformasi kaca, helium berperan penting dalam memastikan bahwa kaca optik yang dihasilkan memenuhi standar kualitas yang tinggi.
Selain itu, helium juga digunakan dalam proses pembentukan kaca optik. Setelah kaca meleleh, helium digunakan untuk membentuk kaca sesuai dengan kebutuhan. Gas helium yang dihembuskan pada permukaan kaca yang meleleh membantu mengatur aliran dan distribusi panas secara merata, sehingga memastikan bahwa kaca membentuk dengan baik dan tidak mengalami deformasi atau ketidakrataan. Penggunaan helium dalam proses pembentukan kaca optik memungkinkan produksi kaca dengan presisi yang tinggi dan menghasilkan produk-optik yang berkualitas tinggi.
Kaca optik yang dihasilkan dari penggunaan helium dalam proses produksinya digunakan dalam berbagai aplikasi. Misalnya, lensa kacamata yang terbuat dari kaca optik memberikan kualitas visual yang jernih dan tajam bagi penggunanya. Lensa kamera yang menggunakan kaca optik juga memastikan hasil foto yang berkualitas tinggi dengan ketajaman dan kejernihan yang optimal. Selain itu, alat optik seperti teleskop dan mikroskop juga menggunakan kaca optik yang dihasilkan dari proses produksi yang melibatkan penggunaan helium. Dalam semua aplikasi ini, helium memainkan peran penting dalam memastikan kualitas dan kinerja optimal dari kaca optik yang digunakan.
Helium dalam Industri Minyak dan Gas
Helium juga digunakan dalam industri minyak dan gas. Gas helium dapat ditemukan secara alami dalam deposit minyak dan gas bumi. Helium diekstraksi dan disimpan untuk digunakan dalam berbagai aplikasi. Selain itu, helium juga digunakan dalam proses pemurnian gas alam untuk menghilangkan kontaminan.
Penggunaan dalam Ekstraksi Helium
Industri minyak dan gas memainkan peran penting dalam pasokan energi global. Selama proses ekstraksi minyak dan gas bumi, helium sering kali ditemukan sebagai gas alam yang terpisah. Helium yang terkandung dalam deposit minyak dan gas bumi diekstraksi dan dipisahkan dari gas-gas lainnya untuk digunakan dalam berbagai aplikasi. Proses ekstraksi helium melibatkan pemisahan dan penyulingan yang kompleks, yang berfokus pada pemisahan helium dari campuran gas alam lainnya. Hasilnya adalah helium murni yang dapat digunakan dalam berbagai industri dan aplikasi.
Penggunaan dalam Pemurnian Gas Alam
Selain digunakan sebagai gas pengisi balon dan dalam berbagai aplikasi industri, helium juga digunakan dalam proses pemurnian gas alam. Gas alam yang diekstraksi dari deposit bumi sering mengandung komponen-komponen yang tidak diinginkan, seperti air, karbon dioksida, sulfur, dan kontaminan lainnya. Proses pemurnian gas alam bertujuan untuk menghilangkan kontaminan-kontaminan ini dan menghasilkan gas alam yang bersih dan murni. Dalam proses ini, helium digunakan sebagai agen pemurnian untuk membantu memisahkan molekul-molekul yang tidak diinginkan dari gas alam. Penggunaan helium dalam proses pemurnian gas alam memungkinkan produksi gas alam yang berkualitas tinggi dan memenuhi standar kebersihan dan keamanan yang diperlukan.
Dalam kesimpulan, helium memiliki berbagai fungsi dan manfaat yang sangat penting dalam berbagai industri dan bidang penelitian. Dari industri hingga penelitian sains, dari terapi medis hingga deteksi kebocoran, helium telah membuktikan kegunaannya yang luas. Fungsi helium yang paling terkenal adalah sebagai gas pengisi balon, tetapi manfaat helium jauh lebih luas daripada itu. Sebagai salah satu unsur paling melimpah di alam semesta, helium terus memberikan kontribusi penting dalam berbagai industri dan bidang penelitian.
Jadi, selain membuat balon terbang, mari kita menghargai peran dan manfaat lain yang helium dapat berikan dalam kehidupan sehari-hari kita. Dalam industri, helium digunakan dalam pendingin suhu rendah, proses fabrikasi dan pemrosesan, dan dalam pemurnian gas alam. Dalam penelitian sains, helium digunakan dalam penelitian suhu rendah dan penelitian fisika partikel. Dalam industri penerbangan, helium digunakan sebagai gas pengisi balon udara panas. Dalam terapi medis, helium digunakan dalam terapi pernapasan. Terakhir, helium juga digunakan dalam deteksi kebocoran dan dalam pembuatan kaca optik.
Dengan berbagai aplikasi dan manfaatnya, helium terus menjadi bahan yang sangat berharga dalam berbagai industri dan bidang penelitian. Ketersediaan helium yang cukup dan penggunaan yang bijak sangat penting untuk memastikan bahwa kegunaan dan manfaatnya dapat terus dinikmati oleh masyarakat secara berkelanjutan.