Гелій - елемент, відомий як благородний газ. Він без кольору і запаху, і він поширений у всьому Всесвіті. Можливо, ви знаєте про гелій з гелієвих кульок, які плавають. Однак елемент гелій використовує набагато більше, ніж повітряні кулі. Він також використовується в автомобільних подушках безпеки, високотехнологічному обладнанні, медичних пристроях та літаках. Гелій продовжує залишатися головною складовою сучасного життя, хоча ви не можете бачити його безпосередньо.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Гелій - другий за поширеністю елемент у Всесвіті. Незважаючи на те, що ви не бачите та не відчуваєте запаху, гелій є присутнім у багатьох випадках повсякденного використання, у технологіях, медицині та навіть у автомобілях.
Чому гелій важливий для світу?
Щоб зрозуміти важливість гелію для світу, це допомагає дізнатися більше про властивості елемента. Крім того, надзвичайно важливо дізнатися про його історію та про те, як проблеми постачання враховують аспекти сучасного життя.
Гелій - це елемент, який існує у формі газу. Його атомний символ - "He", а атомний номер - 2 на періодичній системі. Температура плавлення гелію є найнижчою з усіх елементів, а його температура кипіння становить -452 градуси за Фаренгейтом. Тільки гелій може залишатися рідким, навіть якщо його температура знижена. Він застигне лише при екстремальному тиску. Ці властивості роблять гелій необхідним для деяких нових технологій, таких як надпровідні матеріали.
Елемент гелій за кількістю у Всесвіті поступається лише водню. Гелій існує в кожній зірці, і його найбільше в найгарячіших зірках. Він утворюється в результаті реакцій ядерного синтезу в зірках. Насправді гелій був відкритий спочатку під час вивчення нашої власної зірки - сонця. На сонці поширений гелій; це важливий елемент і тому важливий для світу.
Гелій був відкритий лише 18 серпня 1868 року. Французький астрофізик на ім’я П’єр Жуль Сезар Янссен використовував новий астрономічний пристрій, який називається спектроскопом, для спостереження довжин світлових хвиль. Спектроскоп відображав спектри, або довжини світлових хвиль, як смуги кольору. Під час спостереження затемненого сонця за допомогою спектроскопа Янссен виявив довжину хвилі в сонячному світлі що не відповідало жодному іншому елементу, який ще знаходився на Землі, у вигляді яскраво-жовтого лінія. Янссен зрозумів, що відкрив новий елемент. Інший астроном, англієць Норман Локєр, також зробив це спостереження, спостерігаючи за сонцем. Обидва вони спостерігали елемент гелій, який Локєр назвав на честь грецького слова для сонця. Врешті-решт, в 1882 році гелій був фактично виявлений на Землі, в лаві Везувію, коли фізик Луїджі Пальмієрі виявив яскраво-жовті спектри, аналізуючи лаву. Пізніше Вільям Рамсей провів експерименти, які довели, що на Землі існує гелій; він виявив, що коли елемент радій розпадався, він утворював гелій. За Теодором Клів та Нільсом Авраам Лангер у 1895 р. Визначав атомну вагу гелію.
Вивчення гелію допомагає вченим краще зрозуміти не тільки Землю, але й інші планети. У Сонячній системі вчені виявили гелій в атмосфері гігантських газових планет Юпітер і Сатурн. На Сатурні своєрідний дощ гелію, змішаний з рідким воднем, потрапляє в атмосферу в екстремальних умовах температури і тиску. Вчені вважають, що цей гелієвий «дощ» випадає в ядро планети. Його розв’язана гравітаційна потенційна енергія може бути тим, що змушує Сатурн сяяти так яскраво - особливість, яка спантеличувала вчених роками.
З часом вчені дізналися більше про властивості гелію. Опис гелію полягає в тому, що він без кольору і запаху, а також легший за повітря. Ось чому заповнені гелієм повітряні кулі плавають, а гелій не дуже добре розчиняється у воді. Інертні якості елемента часто зустрічаються в описі гелію. Історично вважається хімічно інертним, він, як правило, не реагує з іншими елементами. Гелій не хоче відмовлятися від своїх двох електронів; він залишається стабільним з електронною оболонкою. Через це гелій класифікується як один із благородних газів, поряд з неоном, аргоном, радоном та іншими благородними газами в таблиці Менделєєва.
Нещодавно вчені виявили, що гелій не є повністю інертним, як колись думали. Виявивши кристали, виготовлені з елементів гелію та натрію, дослідники виявили, що гелій може поєднуватися з іншими атомами не ділячись своїми електронами - іншими словами, він поєднується з іншими атомами, але в процесі не створює хімічних зв’язків. Натомість він захищає позитивно заряджені атоми один від одного і протидіє відштовхувальній силі, яка зазвичай розсовує їх. Під екстремальним тиском, подібним до ядра Землі, гелій та водень стискаються і утворюють стійкі сполуки. Вчені можуть розкрити більш захоплюючі аспекти елемента гелій, і чи буде він все ще можна вважати його справді інертним, або якщо він справді може утворювати стійкі сполуки в крайньому випадку середовищах.
В атмосфері гелій концентрується лише приблизно в 1 частині з 200 000. Витягувати гелій з повітря не практично, економічно чи ефективно, тому люди не отримують гелій. Натомість гелій отримують із природного газу. Спочатку слід видалити такі домішки, як вода, сульфіди та діоксиди вуглецю, а потім неочищена сировина гелій, який досі містить інші елементи, такі як аргон, неон, водень та азот, очищається при високому рівні тиску. Потім цю сировину переохолоджують. Аргон і азот зріджуються, і з часом азот випаровується. Гелій відокремлюється від неону, азоту та водню. Додаткова фільтрація за допомогою активованого вугілля видаляє інші гази.
Гелій можна знайти в деяких родовищах природного газу по всьому світу. Однак це не на кожному родовищі природного газу. У США гелій видобувають із свердловин в Канзасі, Оклахомі та Техасі. Тільки в штаті Техас розміщений Федеральний гелієвий резерв, який є основним запасом для США. Однак цей запас з часом зменшується. Велике родовище гелію існує і в Танзанії. Зараз у світі існує лише 14 рослин, які очищують гелій. Гелій міститься також у розкладаються радіоактивних мінералах. Він, природно, виготовляється з космічного та рентгенівського обстрілу берилію та літію.
Зменшення пропозиції гелію стало основною проблемою. Залежність від гелію в сучасних технологіях зросла, і в результаті пропозиція зменшилася. Вчені працюють над тим, щоб зробити виробництво гелію більш ефективним та стійким. Нові методи, такі як переробка та повторне зрідження гелію, можуть працювати в невеликому масштабі, що може допомогти дослідникам. Це може допомогти зменшити вартість гелію, оскільки його запаси падають.
Відкриття гелію призвело до багатьох великих нововведень. Врешті-решт з’явиться багато способів використання гелію. У сучасному житті значення гелію величезне у сферах технологій, медицини та досліджень.
Для чого використовується гелій?
Існує багато застосувань гелію. Звичайно, він використовується для наповнення вечірніх повітряних куль, які радують дітей та дорослих у всьому світі. Гелій замінив водень на дирижаблях, після того як водень виявився високореактивним. Гелій використовується для медицини, наукових досліджень, дугового зварювання, охолодження, газу для літаків, теплоносія для ядерних реакторів, кріогенних досліджень та виявлення витоків газу. Він використовується для своїх охолоджуючих властивостей, оскільки його температура кипіння близька до абсолютного нуля. Це робить його привабливим для використання в надпровідниках. Гелій також використовується для герметизації ракет та інших космічних кораблів. Він також використовується як теплообмінник.
У медицині іноді гелій використовується для допомоги пацієнтам із проблемами легенів, такими як перекриті дихальні шляхи, астма та ХОЗЛ. Гелій забезпечує краще проникнення газу в дистальні альвеоли в легенях, тому він використовується для вентиляції легенів, коли це медично необхідно. Гелій також використовується для тестування легеневої функції. Гелій також використовується в деяких лапароскопічних операціях замість чадного газу. Гелій іноді використовують як ярлик для візуалізації. Іноді гелій використовують для операцій на відкритому серці, змішують з киснем і використовують як туман для легенів. Гелій також використовується для охолодження надпровідних магнітів у МРТ-сканерах. Радіаційні монітори також використовують гелій.
Чи знали ви, що гелій важливий для дайверів? Гелій замінює азот у дайвінг-газових сумішах, так що дайвери можуть заглибитися під воду без негативних наслідків для центральної нервової системи. Без цієї суміші дайвери могли постраждати від впливу тиску в умовах, що називаються "вигини".
Існує безліч наукових застосувань гелію. Великий адронний колайдер використовує гелій для охолодження. Гелій був використаний для відкриття бозона Хіггса - великого прориву у фізиці. Застосовується в ядерно-магнітно-резонансних спектрометрах. Надпровідники можуть працювати лише в тому випадку, якщо вони оточені надзвичайним холодом гелію, а гелій використовується в космічній промисловості для охолодження супутникових приладів та паливного теплоносія для космічних кораблів. Метеорологи використовують сповнені гелієм повітряні кулі для спостереження за погодою. Скануючі електронні мікроскопи іноді використовують гелій для кращої роздільної здатності зображення.
Гелій також відіграє важливу роль у безпеці транспортних засобів. Застосовується для заповнення подушок безпеки при аварії транспортного засобу.
Гелій зберігається і транспортується в рідкому вигляді, і він надзвичайно холодний. Відсутність реакційної здатності робить його ідеальним для захисних середовищ. Ніколи не обробляйте гелій безпосередньо. Він настільки неймовірно холодний, що може спричинити небезпечне обмороження.
Де в повсякденному житті міститься гелій?
Ви можете знайти гелій, який використовується у повсякденному житті у різних формах. Застосовується як підйомний засіб, в партійних кулях, у водолазних сумішах та в оптичних волокнах. Зварники використовують гелій для зварювання дуг у будівництві. Лікарі та хірурги використовують гелій, щоб допомогти пацієнтам при лікуванні легенів та серця. Коли ви відвідуєте продуктовий магазин, а ваші продукти скануються, ви, швидше за все, спостерігаєте гелієво-неонові лазери. Якщо ви коли-небудь побачите, як над головою пливе пляма, ви можете бути впевнені, що його тримає гелій. Подивіться, чи зможете ви помітити вживання гелію в повсякденному житті, коли ходите за днем.
Гелій - вибухонебезпечний газ?
Гелій не є вибухонебезпечним газом. Він класифікується як негорючий, що означає, що гелій не може горіти. У рідкій формі він надзвичайно холодний, настільки холодний, що замерзає інші гази. Однак, якщо його контейнер піддається впливу тепла, сам контейнер може лопнути. Зріджений гелій може бурхливо кипіти, коли його поміщають у воду, і це може призвести до великого тиску всередині контейнерів, збільшуючи ризик того, що контейнери можуть вибухнути від тиску. Але сам по собі гелій не вибухне.
Які наслідки вдихання гелію?
Можливо, ви чули жартівливий звук того, як хтось вдихає трохи гелію з повітряної кулі. Дихаючий гелій змінює висоту голосу людини, роблячи його набагато вищим, скрипучим і мультяшним. Проблема цього полягає в тому, що коли ви дихаєте гелієм з повітряної кулі, ви не дихаєте повітрям. Людські тіла повинні дихати повітрям, щоб нормально функціонувати, і отримувати кисень там, де це потрібно в мозку та тілі. Навіть вдихання крихітної кількості гелію може викликати запаморочення. Але це також може спричинити втрату свідомості та задуху. Продовження дихання гелію може призвести навіть до смерті від аноксиї, що означає голодування кисню з організму.
