헬륨은 어디에 쓰일까? 헬륨의 숨겨진 산업 활용 5가지

헬륨이라고 하면 보통 풍선을 떠올리기 쉽습니다. 생일 파티에서 띄우는 풍선이나, 마시면 목소리가 변하는 장난감 같은 존재로 생각되죠. 그런데 헬륨은 정말 중요한 산업 분야에서 활약하고 있는 기체입니다. 오히려 풍선은 헬륨 사용의 극히 일부분이에요.

이번 글에서는 헬륨이 어떤 산업 분야에서, 어떤 이유로 쓰이고 있는지 자세히 알려드릴게요.

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1. MRI 장비 냉각 – 헬륨이 없으면 작동 불가

병원에 있는 MRI 장비에는 초전도 자석이 들어 있는데, 이 자석은 정상 작동을 하려면 극저온 상태를 유지해야 합니다. 그 온도가 무려 영하 269도(켈빈 기준 4K) 가까이 되는데, 이런 극한의 온도를 유지하려면 액체 헬륨이 꼭 필요합니다.

헬륨은 끓는점이 매우 낮고, 안정적이며 전기적으로 비활성인 기체이기 때문에 초전도체 냉각에 딱 알맞아요. 병원에서 MRI를 찍을 수 있는 건 사실상 헬륨 덕분이라고 해도 과언이 아닙니다.

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2. 반도체 제조 공정 – 미세한 작업엔 헬륨이 필수

반도체 칩을 만들 때는 아주 정밀한 공정이 필요한데, 이 과정에서 기체를 활용해 불순물을 제거하거나, 열을 균일하게 전달하는 작업이 이뤄집니다. 이때 쓰이는 기체 중 하나가 바로 헬륨입니다.

헬륨은 반응성이 없고, 열전도율이 뛰어나서 고온 공정 중 안정성 유지와 냉각에 모두 유리합니다. 또, 진공 상태에서 기체 흐름을 제어하는 데도 유용하죠. 그래서 반도체 회사들이 헬륨 공급이 부족해지면 큰 타격을 받는 이유도 여기 있습니다.

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3. 우주항공 – 로켓 연료 탱크 압력 조절용

로켓이나 위성에도 헬륨이 쓰입니다. 정확히 말하면, 로켓 연료 탱크의 압력을 일정하게 유지하는 데 사용됩니다.

로켓은 발사 도중 연료를 빠르게 태워야 하기 때문에, 연료가 잘 흘러나가도록 압력을 유지하는 게 중요해요. 이때 헬륨을 주입해서 연료 탱크 내부를 일정한 압력으로 조절합니다. 수소나 산소 같은 연료를 헬륨으로 밀어주는 역할을 한다고 생각하시면 됩니다.

이런 특성 덕분에 NASA나 SpaceX 같은 우주 기업들도 헬륨 확보에 늘 신경을 씁니다.

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4. 특수 용접 – 헬륨으로 안정적인 아크 형성

헬륨은 고성능 아크 용접에도 자주 사용됩니다. 특히 알루미늄이나 스테인리스처럼 용접이 까다로운 금속을 다룰 때는, 아르곤보다 헬륨을 쓰는 경우가 많습니다.

헬륨은 플라즈마 온도를 높여서 아크(전기 불꽃)를 더 뜨겁고 안정적으로 만들어주기 때문에, 더 깊고 정밀한 용접이 가능합니다. 고급 기계 부품, 항공기 구조물, 반도체 장비 등 정밀성이 요구되는 용접에는 헬륨이 없으면 안 되죠.

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5. 과학 실험과 극저온 장비 – 기초과학의 필수 도우미

헬륨은 물리학, 재료공학, 초전도체 연구 등에서도 광범위하게 사용됩니다. 극저온 환경을 만들거나, 진공 상태에서 실험할 때, 또 입자 가속기 같은 고에너지 장치에서도 헬륨이 자주 등장합니다.

특히 헬륨-3은 희귀 동위원소인데, 양자컴퓨터 연구나 중성자 탐지기 등에 활용되며, 미래 기술 개발에 핵심 역할을 할 것으로 기대되고 있습니다.

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헬륨은 ‘풍선용’ 그 이상입니다

지금까지 보셨듯, 헬륨은 단순히 풍선에 넣는 기체가 아닙니다. 정밀한 기술, 생명을 다루는 의료장비, 미래를 여는 우주산업과 기초과학에 꼭 필요한 자원입니다.

그래서 헬륨이 고갈 위기라는 말이 나올 때, 단순히 풍선을 못 띄우는 정도가 아니라, 산업 전반에 큰 영향을 미칠 수 있다는 걸 함께 이해하실 필요가 있어요.