헬륨은 희가스로 알려진 원소입니다. 무색, 무취이며 우주 전역에 널리 퍼져 있습니다. 떠 다니는 헬륨 풍선의 헬륨에 대해 알 수 있습니다. 그러나 헬륨 원소는 파티 풍선보다 더 많이 사용됩니다. 자동차 에어백, 첨단 장비, 의료 기기 및 항공기에도 사용됩니다. 헬륨은 직접 볼 수는 없지만 현대 생활의 주요 구성 요소입니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
헬륨은 우주에서 두 번째로 풍부한 원소입니다. 당신은 그것을 보거나 냄새 맡을 수 없지만, 헬륨은 일상적인 사용, 기술, 의학, 심지어 자동차에서도 많이 사용됩니다.
헬륨이 세계에 중요한 이유는 무엇입니까?
세계에서 헬륨의 중요성을 이해하려면 원소의 속성에 대해 더 많이 배우는 것이 좋습니다. 또한 그 역사와 공급 문제가 현대 생활의 측면에서 어떻게 나타나는지에 대해 배우는 것이 중요합니다.
헬륨은 가스 형태로 존재하는 원소입니다. 원자 기호는“He”이고 원자 번호는 주기율표에서 2입니다. 헬륨의 녹는 점은 모든 원소 중에서 가장 낮으며 끓는점은 화씨 -452 도입니다. 헬륨은 온도가 낮아도 액체 상태로 남아있을 수 있습니다. 극심한 압력에서만 굳어집니다. 이러한 특성으로 인해 초전도 물질과 같은 특정 신기술에 헬륨은 필수 불가결합니다.
헬륨 원소는 우주에서 수소 다음으로 풍부합니다. 헬륨은 모든 별에 존재하며 가장 뜨거운 별에서 가장 풍부합니다. 그것은 별의 핵융합 반응에서 생성됩니다. 사실 헬륨은 우리의 별인 태양을 연구하던 중에 처음 발견되었습니다. 헬륨은 태양에서 만연합니다. 그것은 필수적인 요소이며 따라서 세계에 중요합니다.
헬륨은 1868 년 8 월 18 일까지 발견되지 않았습니다. 프랑스 천체 물리학자인 Pierre Jules Cesar Janssen은 분광기라는 새로운 천문학적 장치를 사용하여 빛의 파장을 관찰했습니다. 분광기는 스펙트럼 또는 빛 파장을 색상 밴드로 표시했습니다. 분광기로 가려진 태양을 관찰하는 동안 Janssen은 태양 광에서 파장을 발견했습니다. 밝은 노란색의 형태로 지구상에서 아직 발견 된 다른 요소와 일치하지 않는 선. Janssen은 그가 새로운 요소를 발견했다는 것을 깨달았습니다. 또 다른 천문학자인 영국인 Norman Lockyer도 태양을 보면서이 관찰을했습니다. 두 사람 모두 헬륨 원소를 관찰했는데, Lockyer는 태양을 뜻하는 그리스어 단어의 이름을 따서 명명했습니다. 결국 1882 년 물리학자인 루이지 팔미에 리가 용암을 분석하는 동안 밝은 노란색 스펙트럼을 발견했을 때 베수비오 산의 용암에서 실제로 헬륨이 지구에서 발견되었습니다. 나중에 William Ramsay는 헬륨이 지구에 존재한다는 것을 증명하는 실험을 수행했습니다. 그는 라듐 원소가 부패하면 헬륨이 생성된다는 것을 발견했습니다. Per Teodor Cleve와 Nils Abraham Langer는 1895 년에 헬륨의 원자량을 억제했습니다.
헬륨을 연구하는 것은 과학자들이 지구뿐만 아니라 다른 행성도 더 잘 이해하는 데 도움이됩니다. 태양계에서 과학자들은 거대한 가스 행성 목성과 토성의 대기에서 헬륨을 발견했습니다. 토성에서는 액체 수소와 혼합 된 일종의 헬륨 비가 극한의 온도와 압력 환경에서 대기로 떨어집니다. 과학자들은이 헬륨“비”가 지구 중심으로 떨어질 것이라고 생각합니다. 방출 된 중력 위치 에너지는 토성을 매우 밝게 빛나게하는 원인이 될 수 있습니다.
시간이지나면서 과학자들은 헬륨의 특성에 대해 더 많이 알게되었습니다. 헬륨에 대한 설명은 무색, 무취이며 공기보다 가볍습니다. 이것이 헬륨으로 채워진 풍선이 떠 있고 헬륨이 물에 잘 녹지 않는 이유입니다. 원소의 불활성 특성은 종종 헬륨에 대한 설명에서 나타납니다. 역사적으로 화학적으로 불활성 인 것으로 간주되어 다른 원소와 반응하지 않는 경향이 있습니다. 헬륨은 두 개의 전자를 포기하고 싶지 않습니다. 그것은 전자 껍질과 함께 안정적으로 유지됩니다. 이 때문에 헬륨은 주기율표에서 네온, 아르곤, 라돈 및 기타 희가스와 함께 희가스 중 하나로 분류됩니다.
최근 과학자들은 한때 생각했던 것처럼 헬륨이 완전히 불활성이 아니라는 것을 발견했습니다. 헬륨과 나트륨 원소로 만들어진 결정을 발견 한 연구원들은 헬륨이 다른 원자와 결합 할 수 있음을 발견했습니다 전자를 공유하지 않는 동안-즉, 다른 원자와 결합하지만 그 과정에서 화학 결합을 만들지는 않습니다. 대신, 양전하를 띤 원자를 서로 보호하고 일반적으로 그들을 밀어내는 반발력에 대항합니다. 지구 핵과 같은 극심한 압력 하에서 헬륨과 수소는 압축되어 안정적인 화합물을 형성합니다. 과학자들은 헬륨 원소의 더 매력적인 측면을 밝혀 낼 수 있습니다. 진정으로 불활성이라고 생각하거나 실제로 극도로 안정적인 화합물을 형성 할 수 있다면 환경.
대기 중 헬륨은 200,000 분의 1에 불과합니다. 공기에서 헬륨을 추출하는 것은 실용적이거나 비용 효율적이거나 효율적이지 않으므로 사람들이 헬륨을 얻는 방법이 아닙니다. 대신 헬륨은 천연 가스에서 생성됩니다. 물, 황화물 및 이산화탄소와 같은 불순물을 먼저 제거한 다음 생성 된 원유를 제거해야합니다. 아르곤, 네온, 수소 및 질소와 같은 다른 원소를 여전히 포함하고있는 헬륨은 압력. 이 원유는 과냉각됩니다. 아르곤과 질소는 액화되고 결국 질소가 증발합니다. 헬륨은 네온, 질소 및 수소와 분리됩니다. 활성탄을 사용한 추가 필터링은 다른 가스를 제거합니다.
헬륨은 전 세계의 일부 천연 가스 매장지에서 발견 될 수 있습니다. 그러나 모든 천연 가스 매장량이있는 것은 아닙니다. 미국에서는 캔자스, 오클라호마 및 텍사스의 우물에서 헬륨을 추출합니다. 텍사스에만 미국의 주요 공급 원인 Federal Helium Reserve가 있습니다. 그러나이 공급량은 시간이 지남에 따라 감소하고 있습니다. 탄자니아에도 많은 양의 헬륨이 존재합니다. 현재 세계에서 헬륨을 정제하는 식물은 14 개뿐입니다. 헬륨은 부패하는 방사성 광물에서도 발견됩니다. 그것은 자연적으로 베릴륨과 리튬의 우주 및 엑스레이 폭격으로 만들어집니다.
헬륨 공급 감소가 주요 문제가되었습니다. 현대 기술에서 헬륨에 대한 의존도가 증가했고 그 결과 공급이 감소했습니다. 과학자들은 헬륨 생산을보다 효율적이고 지속 가능하게 만들기 위해 노력하고 있습니다. 헬륨 재활용 및 재 액화와 같은 새로운 방법은 연구자들에게 도움이 될 수있는 소규모로 작동 할 수 있습니다. 이는 공급이 감소함에 따라 헬륨 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
헬륨의 발견은 많은 혁신을 가져 왔습니다. 결국 헬륨의 많은 용도가 나타날 것입니다. 현대 생활에서 헬륨의 중요성은 기술, 의학 및 연구 분야에서 광대합니다.
헬륨은 무엇에 사용됩니까?
헬륨은 많이 사용됩니다. 물론 전 세계의 어린이와 성인을 즐겁게하는 파티 풍선을 채우는 데 사용됩니다. 헬륨은 수소 반응성이 높은 것으로 밝혀진 후 비행선에서 수소를 대체했습니다. 헬륨은 의학, 과학 연구, 아크 용접, 냉동, 항공기 용 가스, 원자로 용 냉각수, 극저온 연구 및 가스 누출 감지에 사용됩니다. 끓는점이 절대 0에 가깝기 때문에 냉각 특성에 사용됩니다. 이것은 초전도체에 사용하기에 매력적입니다. 헬륨은 로켓 및 기타 우주선을 가압하는데도 사용됩니다. 열 전달 제로도 사용됩니다.
의학에서 때때로 헬륨은기도 폐쇄, 천식 및 COPD와 같은 폐 문제가있는 환자를 돕기 위해 사용됩니다. 헬륨은 폐의 원위 폐포로 가스가 더 잘 침투 할 수 있도록하여 의학적으로 필요할 때 폐 환기에 사용됩니다. 헬륨은 폐 기능 검사에도 사용됩니다. 헬륨은 일산화탄소 대신 일부 복강경 수술에도 사용됩니다. 헬륨은 때때로 이미징 라벨로 사용됩니다. 때때로 헬륨은 개심 수술에 사용되며 산소와 혼합되어 폐의 미스트로 사용됩니다. 헬륨은 또한 MRI 스캐너에서 초전도 자석을 냉각하는 데 사용됩니다. 방사선 모니터는 헬륨도 사용합니다.
헬륨이 다이버들에게 중요하다는 것을 알고 계셨습니까? 헬륨은 다이빙 가스 혼합물의 질소를 대체하여 다이버가 부정적인 중추 신경계 효과없이 물속으로 더 깊이 들어갈 수 있습니다. 이 혼합물이 없으면 다이버는 "굴곡"이라는 조건으로 압력 효과를 겪을 수 있습니다.
헬륨의 수많은 과학적 용도가 있습니다. 대형 Hadron Collider는 냉각 목적으로 헬륨을 사용합니다. 헬륨은 물리학의 주요 돌파구 인 Higgs boson을 발견하는 데 사용되었습니다. 핵 자기 공명 분광계에 사용됩니다. 초전도체는 극심한 헬륨의 추위에 둘러싸여있을 때만 작동 할 수 있으며 헬륨은 우주 산업에서 위성 기기의 냉각과 우주선의 연료 냉각수에 사용되었습니다. 기상 학자들은 기상 관측을 위해 헬륨으로 채워진 기상 풍선을 사용합니다. 주사 전자 현미경은 때때로 더 나은 이미지 해상도를 위해 헬륨을 사용합니다.
헬륨은 또한 차량 안전에 중요한 역할을합니다. 차량 충돌시 에어백을 채우는 데 사용됩니다.
헬륨은 액체 형태로 저장 및 배송되며 매우 차갑습니다. 반응성이 부족하여 보호 환경에 이상적입니다. 헬륨을 직접 취급하지 마십시오. 매우 추워서 위험한 동상을 일으킬 수 있습니다.
일상 생활에서 헬륨은 어디에 있습니까?
일상 생활에서 사용되는 헬륨을 다양한 형태로 찾을 수 있습니다. 리프팅 에이전트, 파티 풍선, 다이빙 혼합물 및 광섬유에 사용됩니다. 용접기는 건설에서 아크 용접에 헬륨을 사용합니다. 의사와 외과의는 헬륨을 사용하여 폐 및 심장 시술 환자를 돕습니다. 식료품 점을 방문하고 식료품을 스캔하면 헬륨-네온 레이저를 관찰 할 가능성이 높습니다. 머리 위로 날아 다니는 소형 비행선을 본 적이 있다면 헬륨에 의해 높이에 고정되어 있는지 확인할 수 있습니다. 일상 생활에서 헬륨 사용을 발견 할 수 있는지 확인하십시오.
헬륨은 폭발성 가스입니까?
헬륨은 폭발성 가스가 아닙니다. 불연성으로 분류되어 헬륨이 타지 못함을 의미합니다. 액체 형태로 매우 차갑기 때문에 다른 가스를 얼릴 정도로 차갑습니다. 그러나 용기가 열에 노출되면 용기 자체가 파열 될 수 있습니다. 액화 헬륨은 물에 넣으면 격렬하게 끓을 수 있으며, 이로 인해 용기 내부에 큰 압력이 가해져 용기가 압력으로 인해 폭발 할 위험이 높아집니다. 그러나 그 자체로는 헬륨이 폭발하지 않습니다.
헬륨을 흡입하면 어떤 결과가 발생합니까?
풍선에서 약간의 헬륨을들이 마시는 누군가의 유머러스 한 소리를 들어 보셨을 것입니다. 호흡 헬륨은 인간의 목소리의 피치를 변경하여 훨씬 더 높고 삐걱 거리며 만화 적입니다. 이렇게하면 문제는 풍선에서 헬륨을들이 마실 때 공기를 마시지 않는다는 것입니다. 인체는 제대로 기능하고 뇌와 신체에서 필요한 곳에 산소를 공급하기 위해 공기를 마셔야합니다. 소량의 헬륨으로 호흡하더라도 현기증을 유발할 수 있습니다. 그러나 의식 상실과 질식을 유발할 수도 있습니다. 헬륨을 계속 호흡하면 산소 결핍으로 사망 할 수도 있습니다. 이는 신체의 산소 부족을 의미합니다.