آشنایی با هلیوم

هلیم بیش از بادکنک های شناور عمل می کند

هلیم یک گاز سرگرم کننده است. بادکنک های مهمانی را شناور می کند و در صورت استنشاق ، صدای کارتونی ایجاد می شود زیرا گاز سبک تر از هوا باعث تکان دادن تارهای صوتی با فرکانس بالاتر از حد معمول می شود. 

هلیوم در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند جوشکاری استفاده می شود و این یک جز حیاتی در تجهیزات علمی است ، به ویژه تجهیزاتی که باید تقریباً تا صفر مطلق سرد شوند. 

 هلیم سبک ترین گاز است ، به جز هیدروژن. این همچنین دومین عنصر فراوان در جهان است که تقریباً یک چهارم جرم جهان را نشان می دهد. بیشترین هلیوم میلیاردها سال پیش در چند ثانیه اول انفجار بزرگ ایجاد شده است. از آن زمان بیشترین هلیوم در فضای گرم ستاره ها تولید می شود - در واقع ، این همان جایی بود که  برای اولین بار عنصر را در طیف خورشید کشف شد از آنجا که هلیوس نام خدای یونان خورشید بود ، این عنصر هلیوم نامگذاری شد.

 هلیوم سرانجام در ایالات متحده در چاه های گاز طبیعی کشف شد که در آن به عنوان ماده استراتژیک طبقه بندی می شد و صادرات آن محدود بود. این منبع زمینی است که کم می شود. می توان به یک نمونه تاریخی اشاره کرد کشتی هوایی هیندنبورگ آلمان ، که در انفجار هیدروژن در 6 مه 1937 نابود شد ، برای استفاده از هلیوم طراحی شده بود اما آنها نمی توانستند گاز را از ایالات متحده ، تنها تأمین کننده در آن زمان ، دریافت کنند. از هیدروژن قابل اشتعال به جای هلیوم بی اثر استفاده شد. فاجعه هیدنبورگ عملاً ساخت صنایع دستی سبک تر از هوا را برای 50 سال آینده محکوم کرد. 

هلیوم دارای خواص جالبی است. بی رنگ ، بدون بو است و مزه آن قابل چشیدن نیست. این یکی از گازهای اصطلاحاً نجیب است زیرا تمایلی به واکنش با هر ماده شیمیایی دیگری ندارد. هلیم به عنوان یک گاز محافظ عمل می کند تا اکسیژن واکنش پذیر هوا در اثر آلودگی جوش جلوگیری کند. این باعث می شود جوش های تمیز کننده قوی تر. از هلیوم همچنین در تولید تراشه های سیلیکون برای رایانه ها و الکترونیک استفاده می شود. 

 هلیوم جدید با همجوشی هسته ای در ستاره هایی تولید می شود که در آن چهار اتم هیدروژن در دما و فشار بالا به هم می رسند. این تحول منبعی برای انرژی خورشیدی است که خورشید از آنجا که مقداری از جرم هیدروژن در هسته خورشید به انرژی تبدیل می شود ، ساطع می کند. 

با این حال ، منبع دیگری از هلیوم وجود دارد - شکافت هسته ای. این فرایندی است که عناصر رادیواکتیو مانند اورانیوم به عناصر سبک تری تقسیم می شوند. هلیم یکی از محصولات جانبی آن واکنش است. این منبع اکثر منابع زمینی گاز است. اورانیوم تجزیه می شود و گاز هلیوم در سازندهای صخره ای به دام می افتد که منتظر است هنگام شکستن سنگ آزاد شود. این ماده غالباً در شرکت با گاز طبیعی یافت می شود و منبع بسیاری از منابع تجاری هلیوم است. به عنوان یک عنصر ، هلیوم همچنین دارای خواص جالب توجهی است. این تنها عنصری است که هرگز جامد منجمد نخواهد شد. نقطه مایع آن فقط 1.5 درجه بالاتر از صفر مطلق است - منهای 273 درجه سانتیگراد. در این حالت ، همان چیزی است که superfluid نامیده می شود زیرا فاقد ویسکوزیته قابل اندازه گیری است. 

هلیوم مایع فاقد ویسکوزیته است و اگر در ظرف باقی بماند ، از دیواره ها بالا رفته و از کنار آن می ریزد. در علم ، بزرگترین کاربرد هلیوم سرد نگه داشتن مدارهای الکتریکی برای پشتیبانی از خاصیت ابررسانایی است.حالتی است که تمام مقاومت الکتریکی در یک رسانا به صفر می رسد و می توانید جریان الکتریکی را سالها در یک حلقه سیم استفاده کنند.

 در اروپا برای خنک کردن سیم پیچ های مغناطیسی که جریان فوق العاده ای از آنها عبور می کند استفاده می شود که در صورت داشتن مقاومت الکتریکی سیم های مسی در سیم پیچ ها را بخار می کند.

 مشکل این است که جهان در حال کم شدن هلیوم است. چاه هایی که هلیوم فراوانی تولید می کنند ، کم شدن بنزین را شروع می کنند. منابع دیگر مقادیر تجاری کمی از گاز دارند و ممکن است دستیابی به آن دشوار باشد مگر اینکه کاری انجام شود.