Trimix ist ein Atemgas aus Sauerstoff, Helium und Stickstoff, das beim technischen Tauchen eingesetzt wird, um in größeren Tiefen sowohl die Narkosewirkung als auch die Dichte des Atemgases zu senken.
Helium ist der wirksame Bestandteil: Es ist narkotisch nahezu unwirksam und deutlich leichter als Stickstoff. Wer es beimischt, verdrängt damit zugleich Stickstoff und Sauerstoff — und kauft sich dafür eine aufwendigere Dekompression, höhere Kosten und einige eigene Risiken ein.
Notation und Abgrenzung
Ein Gemisch wird mit zwei Zahlen benannt: die erste ist der Sauerstoffanteil, die zweite der Heliumanteil, jeweils in Prozent. TDI beschreibt die Beschriftung der Flasche so: „For a mix with 18% oxygen and 45% helium, the label would read 18/45.“ Der Rest auf hundert ist Stickstoff — bei 18/45 also 37 Prozent. Gelegentlich wird die dreistellige Form geschrieben, gelegentlich steht ein „Tx“ davor.
Davon abzugrenzen sind zwei verwandte Gemische: Heliox besteht nur aus Sauerstoff und Helium, enthält also keinen Stickstoff. Heliair entsteht, indem Helium mit Luft aufgefüllt wird; das Verhältnis von Sauerstoff zu Stickstoff bleibt dabei zwangsläufig bei 21 zu 79, nur der Heliumanteil ist frei wählbar.
Normoxisch, sub-normoxisch, hypoxisch — vier Quellen, vier Schwellen
Je mehr Helium ein Gemisch enthält, desto weniger Sauerstoff bleibt. Irgendwann ist es an der Oberfläche nicht mehr atembar und braucht ein Reisegas für den Abstieg. Wo genau diese Grenze liegt, beantworten die Quellen unterschiedlich:
- CMAS definiert in seinen Trimix-Standards: normoxisch ist ein Gemisch mit einem Sauerstoffgehalt, der an der Oberfläche das Leben erhält, „usually 21% but never lower than 18%“; sub-normoxisch ist alles darunter.
- TDI beschreibt für den Advanced Trimix Diver Gemische mit „hypoxic levels of oxygen (below 17 percent)“, während der Trimix-Diver-Kurs mit „as little as 18 percent oxygen“ arbeitet.
- DAN setzt die Schwelle tiefer an: „A gas mix with less than 16 percent oxygen is considered hypoxic.“
Das ist kein Streit um Definitionen, sondern eine Sicherheitsfrage: Der kleinste der genannten Werte ist der vorsichtigste. Für die Praxis heißt das, sich an den Standard des eigenen Verbands zu halten und beim Wechsel zwischen Verbänden nicht stillschweigend von einer Schwelle auf die andere zu rutschen.
Warum Helium: Narkose und Gasdichte
Der erste Grund ist die Stickstoffnarkose. Das CMAS-Fact-Sheet beschreibt sie als fortschreitend „from 35 to 60 m depth when diving with air, with no threshold effect, and systematic beyond 60 m“ und setzt die physiologische Grenze der Lufttauchgänge bei 60 Metern. Wer Stickstoff durch Helium ersetzt, senkt die äquivalente Narkosetiefe des Gemischs. Die Verbände ziehen daraus unterschiedliche, aber ähnliche Grenzen: TDI verlangt „Maximum END of 30 metres/100 feet on all trimix dives“, CMAS setzt beim Normoxic Trimix Diver 40 Meter und beim Advanced Trimix Diver 30 Meter an, GUE verlangt heliumhaltige Gemische jenseits von 30 Metern.
Der zweite Grund ist die Gasdichte und damit die Atemarbeit. Hier stehen zwei Zahlenwerke nebeneinander, die weit auseinanderliegen und die man nicht mitteln darf:
- CMAS nennt im Fact-Sheet zur Gasdichte 9 g/l als physiologische Grenze im offenen Kreislauf, entsprechend Luft in 60 Metern, und führt dafür den französischen Code du travail und Comex-Empfehlungen an. Zugleich relativiert CMAS selbst: „This limit is neither certain nor absolute.“
- Anthony und Mitchell empfehlen aus ihrer Arbeit zur Atemphysiologie beim Kreislaufgerätetauchen deutlich strengere Werte, die DAN so wiedergibt: „recommending an ideal gas density of 5.2 g/L, with an absolute maximum of 6.2 g/L“. Als Begründung führt DAN an, dass Taucher an offenem Kreislauf wie am Rebreather bei einer Dichte von 6,0 g/l gefährlich viel CO₂ zurückhielten.
Praktisch orientiert sich das technische Tauchen heute überwiegend an den strengeren Werten — sie sind der Grund, warum Gemische wie 18/45 überhaupt so viel Helium tragen. Der Weg über die Dichte führt sonst geradewegs in den CO₂-Rückhalt.
Was Helium kostet
Dekompression. Der Bühlmann-Algorithmus behandelt Helium über einen festen Umrechnungsfaktor: „For half-times (T1/2) in helium, Bühlmann divided the half-times in nitrogen (N2) by 2.645, corresponding to the ratio of the molecular weight of nitrogen to that of helium.“ CMAS fügt hinzu, diese Wahl werde „still criticised by some authors“, und weist darauf hin, dass Bühlmann für Trimix gar keinen eigenen Parametersatz vorgelegt hat — Rechner bilden ihn über gewichtete Mittel der Koeffizienten. Ob Helium die Dekompression tatsächlich verlängert, ist umstritten: Der von Shearwater veröffentlichte Beitrag von Michael Menduno stellt der klassischen Lehre Arbeiten von Doolette und anderen gegenüber, nach denen die Anforderungen allein von Zeit, Tiefe und Sauerstoffpartialdruck abhängen.
Tiefe Stopps. Hier gilt beim Helium das Gegenteil dessen, was für Luft und Nitrox gilt. Das CMAS-Fact-Sheet rät von Deep Stops bei Stickstofftauchgängen ab und stützt sich dabei auf die NEDU-Studie von 2011 — empfiehlt sie bei Heliumtauchgängen aber, weil Blasen dort deutlich tiefer auftreten.
Isobare Gegendiffusion. Helium diffundiert rund 2,65-mal schneller als Stickstoff. Wechselt ein Taucher im Aufstieg von einem heliumreichen auf ein stickstoffreiches Gemisch, kann daraus eine vorübergehende Übersättigung im Innenohr entstehen. Die Verbände ziehen daraus unterschiedliche Regeln: NAUITEC verbietet je nach Regelstufe Wechsel von Helium auf Stickstoff tiefer als 30 beziehungsweise 21 Meter, GUE lässt den Wechsel auf Nitrox 50 unter bestimmten Umständen zu und berichtet, keine erhöhte Häufigkeit beobachtet zu haben. Näheres steht unter isobare Gegendiffusion.
HPNS. In sehr großen Tiefen tritt beim reinen Heliumtauchen das High Pressure Nervous Syndrome auf; CMAS nennt ein Risiko jenseits von etwa 150 Metern und den beigemischten Stickstoff — also gerade das Trimix — als mildernden Faktor.
Ausbildung
Die Tiefengrenzen sind Verbandsfestlegungen, keine physiologischen Konstanten, und sie unterscheiden sich:
- CMAS: Normoxic Trimix Diver bis 60 m, Advanced Trimix Diver bis 100 m; ppO₂ höchstens 1,4 bar am Grund und 1,6 bar bei der Dekompression.
- TDI: Helitrox Diver bis 45 m mit höchstens 35 Prozent Helium, Trimix Diver bis 60 m, Advanced Trimix Diver bis 100 m.
- SSI: Extended Range Trimix bis 45 m, Technical Extended Range Trimix bis 60 m, Hypoxic Trimix bis 100 m.
- PADI: Tec Trimix 65 bis 65 m, Tec Trimix Diver bis 90 m.
- GUE: Technical Diver Level 1 bis 51 m, Level 2 bis 75 m.
Gemischt wird entweder im Partialdruckverfahren — abgemessene Drücke Sauerstoff und Helium in die Flasche, dann mit Luft aufgefüllt — oder im kontinuierlichen Verfahren vor dem Kompressor. Analysiert werden muss beides: der Sauerstoff über eine elektrogalvanische Messzelle, das Helium über die Wärmeleitfähigkeit oder die Schallgeschwindigkeit im Gemisch. CMAS führt dafür eigene Programme als Trimix Gas Blender.
Quellen
- CMAS, Fact-Sheet „Gas density“ und „Max Depth“ — die 9 g/l als physiologische Grenze im offenen Kreislauf mit Herkunftsangabe und Selbstrelativierung, ppO₂-Grenzen, HPNS jenseits 150 m.
- CMAS, Fact-Sheet „Bühlmann ZH-L“ — der Faktor 2,645 für die Heliumhalbwertszeiten, die Kritik daran und das Fehlen eines eigenen Trimix-Parametersatzes.
- CMAS, Fact-Sheet „Deep Stops“ und „Nitrogen narcosis“ — tiefe Stopps bei Helium empfohlen, bei Stickstoff nicht; Narkoseverlauf von 35 bis 60 Metern.
- DAN, „Performance Under Pressure“ und DAN, „Breathing Gases“ — die Empfehlung von Anthony und Mitchell mit 5,2 und 6,2 g/l, CO₂-Rückhalt ab 6,0 g/l, Definitionen von Trimix und Heliox, die 16-Prozent-Schwelle.
- TDI, „Marking our cylinders“, TDI Trimix Diver, Advanced Trimix Diver und Helitrox Diver — Notation, Tiefengrenzen, END-Grenze 30 m, Sauerstoffanteile.
- SSI, Hypoxic Trimix — die SSI-Stufen und ihre Tiefengrenzen.
- PADI, Technical Diving — Tec Trimix 65 und Tec Trimix Diver mit 65 und 90 Metern.
- GUE, Technical Diver Level 1 (PDF) und Level 2 (PDF) — 51 und 75 Meter.
- InDEPTH, zur isobaren Gegendiffusion — die Regelwerke von NAUITEC und GUE im Vergleich, Diffusionsverhältnis 2,65.
- Shearwater, „Eliminating the Helium Penalty“ — die Gegenposition zur längeren Heliumdekompression.
Zur Quellenlage: Die CMAS-Tiefen- und END-Grenzen stammen aus den Trimix-Standards in der Fassung von 2009; eine neuere Fassung war für diesen Eintrag nicht zugänglich. Die GUE-Werte stammen aus den Kursstandards der Version 9.1, während eine neuere Standardreihe existiert. Die Notation 18/45 ist bei TDI in einem redaktionellen Beitrag belegt, nicht im Standardtext. Zur Definition von Heliair und zum hyperoxischen Trimix (Helitrox, Triox) liegt keine Verbandsquelle vor, sondern nur eine Wiki-Darstellung; die Heliumhalbwertszeiten der einzelnen Kompartimente sind in Minuten nirgends belegt, nur der Umrechnungsweg über den Faktor 2,645.