Helyum, soy gaz olarak bilinen bir elementtir. Renksiz ve kokusuzdur ve evrende yaygındır. Helyumu yüzen helyum balonlarından öğrenebilirsiniz. Bununla birlikte, helyum elementinin parti balonlarından çok daha fazla kullanımı vardır. Ayrıca araba hava yastıklarında, ileri teknoloji ekipmanlarda, tıbbi cihazlarda ve uçaklarda da kullanılmaktadır. Helyum, doğrudan göremeseniz de modern yaşamın önemli bir bileşeni olmaya devam ediyor.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Helyum, evrende en bol bulunan ikinci elementtir. Onu göremeseniz veya koklayamasanız da, helyum birçok günlük kullanımda, teknolojide, tıpta ve hatta arabalarda bulunur.
Helyum Dünya için Neden Önemlidir?
Helyumun dünya için önemini anlamak, elementin özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmeye yardımcı olur. Ek olarak, tarihi ve tedarik sorunlarının modern yaşamın yönlerine nasıl dahil edildiğini öğrenmek çok önemlidir.
Helyum gaz halinde bulunan bir elementtir. Atom sembolü “He” dir ve periyodik tablodaki atom numarası 2'dir. Helyumun erime noktası tüm elementlerin en düşük noktasıdır ve kaynama noktası -452 Fahrenheit derecedir. Sıcaklığı düşürülse bile sadece helyum sıvı kalabilir. Sadece aşırı basınçta katılaşacaktır. Bu özellikler, süper iletken malzemeler gibi bazı yeni teknolojiler için helyumu vazgeçilmez kılmaktadır.
Helyum elementi, evrendeki bolluğu bakımından yalnızca hidrojenden sonra ikinci sıradadır. Helyum her yıldızda bulunur ve en çok en sıcak yıldızlarda bulunur. Yıldızlardaki nükleer füzyon reaksiyonlarından üretilir. Aslında helyum ilk olarak kendi yıldızımız olan güneşi incelerken keşfedildi. Helyum güneşte yaygındır; temel bir unsurdur ve bu nedenle dünya için önemlidir.
Helyum 18 Ağustos 1868'e kadar keşfedilmedi. Pierre Jules Cesar Janssen adlı bir Fransız astrofizikçi, ışık dalga boylarını gözlemlemek için spektroskop adı verilen yeni bir astronomik cihaz kullandı. Spektroskop, spektrumları veya ışık dalga boylarını renk bantları olarak görüntüledi. Janssen bir spektroskopla tutulmuş güneşi gözlemlerken, güneşin ışığında bir dalga boyu buldu. henüz Dünya'da bulunan başka hiçbir elemente karşılık gelmeyen, parlak sarı şeklinde hat. Janssen yeni bir element keşfettiğini fark etti. Bir başka gökbilimci olan İngiliz Norman Lockyer de güneşi seyrederken bu gözlemi yaptı. Her ikisi de Lockyer'ın Yunanca güneş anlamına gelen kelimeden sonra adını verdiği helyum elementini gözlemlemişti. Sonunda, 1882'de, fizikçi Luigi Palmieri lavları analiz ederken parlak sarı spektrumları bulduğunda, Vezüv Dağı'nın lavlarında, helyum aslında Dünya'da keşfedildi. Daha sonra William Ramsay, Dünya'da helyumun var olduğunu kanıtlayan deneyler yaptı; Radyum elementi bozunduğunda helyum ürettiğini buldu. Per Teodor Cleve ve Nils Abraham Langer, 1895'te helyumun atom ağırlığını belirleyeceklerdi.
Helyumu incelemek, bilim adamlarının yalnızca Dünya'yı değil, diğer gezegenleri de daha iyi anlamalarına yardımcı olur. Güneş sisteminde bilim adamları, dev gaz gezegenleri Jüpiter ve Satürn'ün atmosferinde helyum keşfettiler. Satürn'de, sıvı hidrojenle karıştırılmış bir tür helyum yağmuru, aşırı sıcaklık ve basınç ortamında atmosfere düşer. Bilim adamları bu helyum “yağmurunun” gezegenin çekirdeğine düştüğünü düşünüyor. Serbest bırakılan yerçekimi potansiyel enerjisi, Satürn'ü bu kadar parlak yapan şey olabilir, bu özellik bilim adamlarını yıllardır şaşırttı.
Zamanla, bilim adamları helyumun özellikleri hakkında daha fazla şey öğrendiler. Helyumun tanımı, renksiz ve kokusuz ve havadan daha hafif olmasıdır. Bu nedenle helyum dolu balonlar yüzer ve helyum suda çok çözünür değildir. Elementin eylemsiz nitelikleri genellikle helyumun tanımında yer alır. Tarihsel olarak kimyasal olarak inert olarak kabul edilir, diğer elementlerle reaksiyona girmeme eğilimindedir. Helyum iki elektronundan vazgeçmek istemez; elektron kabuğu ile sabit kalır. Bu nedenle helyum, periyodik tablodaki neon, argon, radon ve diğer soy gazlarla birlikte soy gazlardan biri olarak sınıflandırılır.
Son zamanlarda bilim adamları, bir zamanlar sanıldığı gibi helyumun tamamen inert olmadığını keşfettiler. Helyum ve sodyum elementlerinden yapılan kristalleri keşfettikten sonra, araştırmacılar helyumun diğer atomlarla birleşebileceğini keşfettiler. elektronlarını paylaşmazken diğer bir deyişle diğer atomlarla birleşir ancak bu süreçte kimyasal bağ yapmaz. Bunun yerine, pozitif yüklü atomları birbirinden korur ve normalde onları birbirinden uzaklaştıran itici güce karşı koyar. Dünyanın çekirdeğinde olabileceği gibi aşırı basınç altında, helyum ve hidrojen sıkışır ve kararlı bileşikler oluşturur. Bilim adamları, helyum elementinin daha büyüleyici yönlerini ve hala olup olmayacağını ortaya çıkarabilirler. gerçekten inert olduğunu veya aşırı derecede kararlı bileşikler oluşturabildiğini düşünmek mümkündür. ortamlar.
Atmosferde, helyum 200.000'de sadece yaklaşık 1 kısımda yoğunlaşmıştır. Havadan helyumu çıkarmak pratik, uygun maliyetli veya verimli değildir, bu nedenle insanlar helyumu bu şekilde elde etmez. Bunun yerine doğal gazdan helyum üretilir. Su, sülfürler ve karbon dioksitler gibi safsızlıklar önce uzaklaştırılmalı, ardından ortaya çıkan ham Argon, neon, hidrojen ve azot gibi diğer elementleri hala içeren helyum, yüksek sıcaklıkta saflaştırılır. baskılar. Bu ham daha sonra süper soğutulur. Argon ve nitrojen sıvılaştırılır ve sonunda nitrojen buharlaşır. Helyum neon, nitrojen ve hidrojenden ayrılır. Aktif kömür ile ek filtreleme, diğer gazları giderir.
Helyum, dünyadaki bazı doğal gaz yataklarında bulunabilir. Ancak her doğalgaz yatağında bulunmaz. Amerika Birleşik Devletleri'nde, helyum Kansas, Oklahoma ve Teksas'taki kuyulardan çıkarılır. Tek başına Teksas, ABD'nin ana kaynağı olan Federal Helyum Rezervine ev sahipliği yapıyor. Ancak bu arz zamanla azalıyor. Tanzanya'da da büyük bir helyum yatağı var. Şu anda dünyada helyumu rafine eden sadece 14 bitki var. Helyum ayrıca çürüyen radyoaktif minerallerde bulunur. Doğal olarak berilyum ve lityumun kozmik ve x-ışını bombardımanından yapılır.
Helyum arzının azalması önemli bir sorun haline geldi. Modern teknolojide helyuma bağımlılık arttı ve sonuç olarak arz azaldı. Bilim adamları, helyum üretimini daha verimli ve sürdürülebilir hale getirmek için çalışıyorlar. Helyumun geri dönüştürülmesi ve yeniden sıvılaştırılması gibi yeni yöntemler, araştırmacılara yardımcı olabilecek küçük ölçekte çalışabilir. Bu, arzı düştükçe helyum maliyetini düşürmeye yardımcı olabilir.
Helyumun keşfi birçok büyük yeniliğe yol açmıştır. Sonunda, helyumun birçok kullanımı ortaya çıkacaktı. Modern yaşamda, helyumun önemi teknoloji, tıp ve araştırma alanlarında çok büyüktür.
Helyum Nerelerde Kullanılır?
Helyumun birçok kullanım alanı vardır. Tabii ki, dünya çapında çocukları ve yetişkinleri sevindiren parti balonlarını doldurmak için kullanılır. Hidrojenin oldukça reaktif olduğu bulunduktan sonra, hava gemilerinde hidrojenin yerini helyum aldı. Helyum, tıp, bilimsel araştırma, ark kaynağı, soğutma, uçaklar için gaz, nükleer reaktörler için soğutucu, kriyojenik araştırmalar ve gaz sızıntılarını tespit etmek için kullanılır. Kaynama noktasının mutlak sıfıra yakın olması nedeniyle soğutma özelliğinde kullanılır. Bu, süper iletkenlerde kullanım için çekici hale getirir. Helyum ayrıca roketleri ve diğer uzay araçlarını basınçlandırmak için kullanılır. Aynı zamanda bir ısı transfer maddesi olarak da kullanılır.
Tıpta bazen tıkalı hava yolları, astım ve KOAH gibi akciğer sorunları olan hastalara yardımcı olmak için helyum kullanılır. Helyum, akciğerlerde distal alveollere daha iyi gaz penetrasyonu sağlar, bu nedenle tıbbi olarak gerekli olduğunda akciğer ventilasyonu için kullanılır. Helyum ayrıca solunum fonksiyon testi için kullanılır. Bazı laparoskopik ameliyatlarda karbon monoksit yerine helyum da kullanılmaktadır. Helyum bazen görüntüleme için bir etiket olarak kullanılır. Bazen açık kalp ameliyatı için helyum oksijenle karıştırılarak akciğerler için sis olarak kullanılır. Helyum, MRI tarayıcılarındaki süper iletken mıknatısları soğutmak için de kullanılır. Radyasyon monitörleri de helyum kullanır.
Helyumun dalgıçlar için önemli olduğunu biliyor muydunuz? Helyum dalış gaz karışımlarında nitrojeni değiştirir, böylece dalgıçlar olumsuz merkezi sinir sistemi etkileri olmadan su altında daha derine inebilirler. Bu karışım olmadan dalgıçlar, "bükümler" adı verilen durumla basınç etkilerinden zarar görebilirler.
Helyumun sayısız bilimsel kullanımı vardır. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı soğutma amacıyla helyum kullanır. Helyum, fizikte büyük bir atılım olan Higgs bozonunu keşfetmek için kullanıldı. Nükleer manyetik rezonans spektrometrelerinde kullanılır. Süperiletkenler ancak aşırı soğuk helyumla çevriliyse çalışabilirler ve uzay endüstrisinde uydu cihazlarının soğutulması için helyum ve uzay araçları için yakıt soğutucusu kullanılmıştır. Meteorologlar, hava gözlemleri için helyum dolu hava balonları kullanırlar. Taramalı elektron mikroskopları bazen daha iyi görüntü çözünürlüğü için helyum kullanır.
Helyum ayrıca araç güvenliğinde önemli bir rol oynar. Bir araç çarptığında hava yastıklarını doldurmak için kullanılır.
Helyum sıvı halde depolanır ve gönderilir ve aşırı soğuktur. Reaktivite eksikliği, onu koruyucu ortamlar için ideal kılar. Helyumu asla doğrudan ele almayın. O kadar inanılmaz derecede soğuk ki tehlikeli donmalara neden olabilir.
Helyum Günlük Yaşamda Nerede Bulunur?
Günlük hayatta kullanılan helyumu çeşitli şekillerde bulabilirsiniz. Parti balonlarında, dalış karışımlarında ve optik fiberlerde kaldırma maddesi olarak kullanılır. Kaynakçılar, inşaatta arkları kaynaklamak için helyum kullanır. Doktorlar ve cerrahlar, akciğer ve kalp prosedürleri olan hastalara yardımcı olmak için helyum kullanır. Bir marketi ziyaret ettiğinizde ve bakkallarınız tarandığında, muhtemelen helyum-neon lazerleri gözlemliyorsunuzdur. Havada uçan bir keşif balonu görürseniz, helyum tarafından havada tutulduğundan emin olabilirsiniz. Gününüzü sürdürürken günlük yaşamda helyum kullanımını fark edip edemeyeceğinize bakın.
Helyum Patlayıcı Bir Gaz mı?
Helyum patlayıcı bir gaz değildir. Yanmaz olarak sınıflandırılmıştır, yani helyum yanamaz. Sıvı halde aşırı soğuktur, o kadar soğuktur ki diğer gazları dondurur. Ancak kabı ısıya maruz kalırsa kabın kendisi patlayabilir. Sıvılaştırılmış helyum, suya yerleştirildiğinde şiddetli bir şekilde kaynayabilir ve bu, kapların içinde büyük bir basınca yol açarak, kapların basınçtan patlaması riskini artırır. Ancak kendi başına helyum patlamaz.
Helyum Solunmasının Sonuçları Nelerdir?
Bir balondan biraz helyum soluyan birinin mizahi sesini duymuş olabilirsiniz. Helyum solumak insan sesinin perdesini değiştirerek çok daha yüksek, gıcırtılı ve karikatürize eder. Bunu yapmanın sorunu, bir balondan helyum soluduğunuzda, havada nefes almıyor olmanızdır. İnsan vücudunun düzgün çalışması için hava soluması ve beyinde ve vücutta ihtiyaç duyulan yere oksijen alması gerekir. Az miktarda helyum solumak bile baş dönmesine neden olabilir. Ancak aynı zamanda bilinç kaybına ve boğulmaya da neden olabilir. Helyumun sürekli solunması, vücuttan oksijen açlığı anlamına gelen anoksiden ölüme bile yol açabilir.