Heliox
Heliox ist ein Mischgas aus Helium und Sauerstoff. Es wird beim technischen Tauchen als Atemgas eingesetzt[1] und findet Verwendung bei der Notfallversorgung und Behandlung von Atemwegserkrankungen.[2] Heliox wurde erstmals im Jahr 1939 bei der Bergung des verunglückten U-Boots USS Squalus aus etwa 82 Metern Tiefe verwendet.[3]
Verwendung im Technischen Tauchen
Zusammensetzung
Grundsätzlich sollte für Atemgase mit Heliumanteil technisches Helium mit den als gesundheitlich unbedenklich geltenden Reinheiten 4.6 oder 5.0 nach DIN EN ISO 14175 (nomineller Fremdgasanteil 10−4,6 bzw. 10−5,0, entspricht Reinheit von 99,997 % bzw. 99,999 %, bei Anwendung der nach Norm erlaubten Toleranzen Mindestreinheit von 99,996 % bzw. 99,999 %)[4] verwendet werden. Helium von höherer Reinheit kann natürlich auch verwendet werden, ist aber deutlich teurer und steht Sporttauchern an den meisten Tauchplätzen nicht zur Verfügung. Die Verwendung von als Industriegas angebotenem Helium in Atemgas ist gesundheitlich äußerst riskant, da hier deutlich höhere Fremdgasanteile vorliegen können und zudem keine Spezifikation der zulässigen Fremdgase besteht.
Für das Tauchen mit unterschiedlichen festen Mischungsverhältnissen in mehreren Flaschen wird Heliox für die verschiedenen Tauchabschnitte oft in folgenden typischen Zusammensetzungen angeboten (Angabe von Sauerstoffanteil, Rest Helium):
- 21 % Sauerstoff (erste Phase Abstieg und Dekompressionsstopps, Tauchtiefe maximal 50 m)
- 12 % Sauerstoff (Tauchtiefen von 10 m bis 100 m)
- 8,5 % Sauerstoff (Tauchtiefen von 20 m bis 150 m)
Steht eine geeignete Abmischvorrichtung zur Verfügung, können die Mischungsverhältnisse für die verschiedenen Phasen des geplanten Tauchgangs auch individuell angepasst werden. Der Partialdruck des Sauerstoffs sollte dabei in den entsprechenden Tiefenbereichen 0,18 bar (Erstickungsgefahr ab 0,16 bar) nie unterschreiten, und 1,4 bar (Sauerstoffvergiftung ab etwa 1,6 bar) nie überschreiten. Da bei längerem Einwirken auch Sauerstoffpartialdrücke unterhalb 1,6 bar toxisch wirken können, muss eine Sauerstoffuhr oder O2-Uhr (auch CNS O2 %)[5] geführt und beachtet werden, was den möglichen Aufenthalt in größeren Tiefen deutlich verkürzt.[6]
Wird bei einem Rebreather Helium als Beimischgas verwendet, ist das Atemgas des Tauchers ebenfalls Heliox. Da das Mischungsverhältnis hier von einem Regler ständig angepasst wird, meist auf einen voreingestellten Partialdruck des Sauerstoffs, kann man mit einem einzelnen Gerät ohne manuelle Anpassungen auch in große Tiefen tauchen. Zudem ist der Verbrauch des relativ teuren technischen (reinen) Heliums um ein Vielfaches geringer, da das ausgeatmete Gas im Kreislauf des Geräts verbleibt, anstatt ins Wasser abgegeben zu werden.
Vorteile
- Kein Tiefenrausch mit narkotischer Wirkung, da kein Stickstoff enthalten ist.
- Größere Tiefen – theoretisch bis zu 600 m – möglich.
Nachteile
- Helium verursacht das High Pressure Nervous Syndrome (Heliumzittern)
- Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Heliums von 0,1513 W/(m·K)[7] führt zur Auskühlung der Lunge. Das Gas muss künstlich erwärmt werden.
- Mäßiger Atemwiderstand in großer Tiefe durch die hohe Dichte der Luft in der Tiefe. Dieser Effekt wird mit jedem anderen Inertgas aber noch stärker
- Hoher Preis: Helium 4.6 und Helium 5.0 sind bei Abnahme in Gebinden ab 50 Litern für etwa 1,20 € pro Liter (200 bar) erhältlich[8]. Von Sporttauchern muss vor Ort an den Tauchplätzen aufgrund von Zusatzkosten für Logistik, Vorhaltung, Abfüllung in Tauchflaschen und ggf. Mischung aber meist ein Vielfaches bezahlt werden. Dies führt insbesondere beim Tauchen mit offenen Systemen durch den hohen Verbrauch und die zusätzliche Notwendigkeit von Abmischvorrichtungen für die Befüllung verschiedener Flaschen für unterschiedliche Tiefenabschnitte des Tauchgangs dazu, dass das Atemgas hier den weitaus größten Teil der Kosten pro Tauchgang ausmacht. Bei der Verwendung in Rebreathern ist der Kostenanteil aufgrund weit geringeren Verbrauchs und des Wegfalls der Notwendigkeit von Abmischvorrichtungen deutlich geringer.
- Verfügbarkeit: An vielen Tauchplätzen, an denen Sporttauchern Technisches Tauchen angeboten wird, steht nur der gebräuchlichere Trimix in verschiedenen Mischungsverhältnissen zur Verfügung, oder Abmischvorrichtungen für Helium fehlen. Für Rebreather ist das Vorhandensein von Abmischvorrichtungen nicht notwendig, da die Mischung erst im Tauchgerät erfolgt.
Alternativen
Als Alternative zu Heliox kann Trimix genannt werden, das neben Sauerstoff und Helium variable Mengen von 20–44 % Stickstoff enthält. Hydrox ist ein alternatives Atemgasgemisch, das aus Wasserstoff (Hydrogenium) und Sauerstoff (Oxygenium) besteht und Tiefen bis etwa 700 m erlaubt.[9]
Einzelnachweise
- Zeittafel Tauchen. (PDF-Datei; 8,18 MB) bei divetable.de, S. 93.
- Emergency Medicine Journal: Heliox for asthma in the emergency department: a review of the literature
- Ariane Stürmer: Rettung aus eisigen Tiefen. Artikel bei Spiegel Online vom 22. Mai 2009.
- Siehe z. B. Produktbeschreibung von Helium 4.6 bei Linde
- Die Sauerstoffuhr beschreibt tabellarisch den Zusammenhang zwischen dem Partialdruck von Sauerstoff, der Tauchzeit und der Toxizität auf das Zentralnervensystem.
siehe: Hessischer Tauchsportverband (HTSV): Nitrox-Ausbildung (Memento vom 11. Januar 2012 im Internet Archive) - Sauerstoffuhr nach NOAA (PDF) - Lehrbuch ANDI TMX Diver
- Webelements.com: Helium.
- Preisbeispiel Helium aus der Preisliste Uni Hohenheim t (Memento vom 14. Juli 2014 im Internet Archive)
- Lafay V, Barthelemy P, Comet B, Frances Y, Jammes Y: ECG changes during the experimental human dive HYDRA 10 (71 atm/7,200 kPa). In: Undersea Hyperb Med. 22, Nr. 1, März 1995, S. 51–60. PMID 7742710. Abgerufen am 15. September 2008.