Hélium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
2 hidrogénhéliumlítium
-

He

Ne
Általános
Név, vegyjel, rendszám hélium, He, 2
Elemi sorozat nemesgázok
Csoport, periódus, mező 18, 1, s
Megjelenés
Helium discharge tube.jpg
Atomtömeg 4,002 602(2)  g/mol
Elektronszerkezet 1s2
Elektronok héjanként 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot gáz
Sűrűség (0 °C, 101,325 kPa)
0,1786 g/l
Hármaspont 2,19 (lambda pont) K, 5100 Pa
Olvadáspont 0,95 K
(-272,2 °C, -458,0 °F)

(2,5 MPa nyomáson)

Forráspont 4,22 K
(-268,93 °C, -452,07 °F)
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus 0,0138 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus 0,0829 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 20,786 J/(mol·K)
Kritikus nyomás 0,227 MPa
Kritikus hőmérséklet 5,19 K (-267,81 °C)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 1,23 1,67 2,48 4,21
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs szám ismeretlen
Elektronegativitás nincs adat (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 2372,3 kJ/mol
2.: 5250,5 kJ/mol
Atomsugár (számított) 31 pm
Kovalens sugár 32 pm
Van der Waals-sugár 140 pm
Egyebek
Mágnesség nem mágneses
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 151,3 W/(m·K)
Hangsebesség (20 °C) 970 m/s
CAS-szám 7440-59-7
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A hélium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
3He 0,000137% He stabil 1 neutronnal
4He 99,999863% He stabil 2 neutronnal
Hivatkozások

A hélium a periódusos rendszer második kémiai eleme, a legkisebb rendszámú nemesgáz. Vegyjele He, rendszáma 2. Színtelen és szagtalan, továbbá, lévén nemesgáz, kémiailag közömbös. Minden elem közül a hélium forráspontja a legalacsonyabb. A hidrogén után a második leggyakoribb elem a világegyetemben, de a Föld légkörében csak nyomokban fordul elő (kb. 0,0005%[1]). Gazdaságosan a földgázból vonható ki. Felhasználják léggömbök és léghajók töltőanyagaként és cseppfolyós állapotában hűtőanyagként, például szupravezető mágnesekben.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Összefoglalás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A tudósvilág az 1800-as évek második felétől kezdte el helyesen értelmezni a hélium létezésére utaló jeleket. A színképelemzéssel foglalkozó, főként csillagász kutatók a hetvenes évek elején arra a feltételezésre jutottak, hogy a Nap külső peremének, az ún. kromoszférának, valamint más égitesteknek a színképe egy addig ismeretlen és elemi jellegű anyag meglétére utalhat. Mintegy huszonöt év múlva a héliumot földi körülmények közt is előállították, ezzel igazolva azt, hogy egyáltalán létezik. A huszadik században rájöttek, hogy a hélium egészen közönséges elemnek számít a Világegyetemben (lévén a csillagokat működtető kémiai reakciók egyik végterméke), és különleges tulajdonságait (mint pl. egyes változatainak a szuperfolyékonysága) is felfedezték, továbbá fontos szerep jutott neki az atomfizikában és a kozmológiában.

A D3 színképvonal[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Janssen

A héliumra utaló jelet először Pierre Janssen francia csillagász észlelte egy 1868. augusztus 18-án kezdődött indiai napfogyatkozást megfigyelve Gunturban [2] A Francia Akadémia megbízásában álló Janssennek, aki a napfogyatkozás megfigyelésére Hátsó-Indiába induló 6 európai expedíció munkatársainak egyike volt, először volt alkalma, hogy megvizsgálja a Nap látható maradt részének emissziós színképét a Joseph von Fraunhofer által bő fél évszázaddal korábban (1814-ben) feltalált és érdekes felfedezésekkel kecsegtető csillagászati spektroszkóppal.

Ahogyan várta, a kapott színkép fényes vonalakból állt. A legfényesebbek a Fraunhofer-féle C- és F-vonalak (a hidrogén vonalai) voltak, de ezeken kívül észrevett egy addig még le nem írt, meglehetősen fényes sárga vonalat is, nagyjából a nátrium D vonalainak helyén.[3] Két nap múlva, egy felhős időszak után, sikerült megismételnie az eredményt a teljes Napkorongot vizsgálva. A következő hetekben (szept. 4-ig) Gunturban, majd a Himalája területén lázasan dolgozott egy új műszer, a spektrohelioszkóp megalkotásán, amelyre azért volt szükség, hogy a napfogyatkozás elmúltával is rekonstruálni tudja az eredményt, kiszűrve a már nem eltakart alsóbb szférák által kibocsátott zavaró hullámhosszakat, és megfigyelhesse a kromoszférát akár fényes nappal is. Erőfeszítéseit végül siker koronázta.[4]

Két hónappal később és Janssentől függetlenül Norman Lockyer, egy brit (ekkor még amatőr [5]) csillagász is észlelte (napfogyatkozás nélkül) a Nap kromoszférájának [6] színképében található rejtélyes sárga vonalat, amikor 1868. október 20-án kipróbálta új, nagy teljesítményű spektroszkópját.

Mindketten jelentésben számoltak be a Francia Akadémiának megfigyeléseikről; ezek különös véletlen folytán az akadémia ugyanazon ülésére (október 26.[7]) futottak be; és mellesleg olyan eredményesnek és jelentősnek találtattak, hogy pár évvel később emlékérmet is vertek tiszteletükre (1872), Janssen és Lockyer kettős képével.[3] A félreértések elkerülése végett azonban jegyezzük meg, hogy a francia kormány még nem a színképben foglalt új vonal észrevételéért, hanem a kromoszféra nappali megfigyelését lehetővé tevő eszköz (spektrohelioszkóp) kidolgozása, valamint a kromoszféra jelenségeinek (protuberanciák, stb.) leírása miatt jutalmazta őket; vagyis az éremnek a héliumhoz még nem sok köze volt.

Az új, 587,49 nm-es hullámhossznak megfelelő fényes sárga vonalat, amelyet laboratóriumban még soha senki nem figyelt meg azelőtt, és amely Fraunhofer 1817-es színképvonal-osztályzásában sem szerepelt, de amely a nátriumhoz kapcsolható „D” vonalakhoz (D1 és D2) állt a legközelebb, Janssen és Lockyer mellett többen is észlelték, és ama figyelemre méltó tényt is konstatálták, hogy a Nap „normális” (abszorbciós, azaz sötét vonalakból álló) színképében - nincs meg a neki megfelelő Fraunhofer-féle vonal. Ennek ellenére (valószínűleg a D-vonalakhoz való közelsége miatt) kezdetben egyszerűen a nátriumnak tulajdonították [8]; kezdetben fel sem merült, hogy új elemre utalna. El is nevezték a Lockyer által „új D-vonalnak” leírt színképvonalat D3 vonalnak (ez az elnevezés, amely hamar elterjedt, valószínűleg P. A. Secchi olasz csillagásztól ered [7][9][10]).

A vonalat, illetve hasonló vonalakat, amelyek néha együtt jártak a D3-mal, megtalálták más égitestek színképében is. Emissziós (világos) vonalként például Alfred Cornu megtalálta a Hattyú csillagkép egyik csillagában 1876-ban [11]; 1888-ban Ralph Copeland pedig az Orion-köd színképében [12], 1894-ben James E. Keeler az Orion csillagkép Bétájának spektrumában; valamint ugyanő abszorbciós (sötét) vonalként az Orion egy másik csillagának színképében [13], mások abszorbciós vonalként egyes Wolf–Rayet csillagok, továbbá emissziós és abszorbciós vonalként egyaránt a Lant csillagkép Bétájának színképében [8].

A hélium mint hipotetikus elem[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Lockyer már 1868. november 15-én megállapította, hogy a D3 vonal nem azonos hullámhosszú a nátrium D vonalával, tehát a neki megfelelő anyag a nátriumtól különbözik. Abban azonban maga sem volt biztos, hogy a vonal egy új elem hírnöke-e, több feljegyzésben és cikkében a kilencvenes évekig egyszerűen a hidrogén különleges formájának valószínűsítette, vagy más, hasonló magyarázatot keresett. Mindenesetre nem akart megelégedni azzal, hogy pusztán figyelje a tudományos sajtót, és közben elméleti spekulációkba merüljön, és szerencséjére, nem is kellett megelégednie ezzel. Edward Frankland, a nagy tudományos tekintéllyel rendelkező vegyész, hajlandó volt segíteni neki, többek között Lockyer rendelkezésére bocsátotta vegyi laboratóriumát és asszisztenseit, hogy segítse spektroszkópiai kutatásait, és azzal foglalkoztak, hogy különféle gázmintákat tettek ki a legkülönfélébb nyomás- és hőmérsékletviszonyoknak, majd spektrogrammot készítettek.

Lockyer és Frankland számos vitát folytattak (például levélben) a D3 vonal mögött meghúzódó anyag mibenlétéről. Valószínűleg az 1870-es évek elején merülhetett fel Lockyerben az a hipotézis, hogy ez az anyag egy egészen új kémiai elem (lehet, hogy már előbb is, de írott nyoma ennek nem maradt). Levelezésükből azonban az látszik, hogy Frankland nagyon kételkedő volt e feltevéssel szemben. Csak akkor volt hajlandó egyáltalán fontolóra venni e lehetőséget, amikor világossá vált számára (az 1870-es évek első éveiben), hogy a D3-nak semmiképp sem lehet a hidrogén semmilyen ismert formája az okozója.

Ekkoriban számos elemet fedeztek fel spektroszkóppal, melyekről nemsokára (vagy éppen sokára) kiderült, hogy valójában egyáltalán nem új elemek (korónium, jargónium, nigrium). Frankland továbbá egyáltalán nem volt egyedi példa: kémikusok nehezen fogadták el, hogy egy új anyagot annak előállítása nélkül, pusztán közvetett bizonyítékok alapján, létezőnek lehessen mondani. Mindezek miatt Lockyer óvakodott nyilvánosan írni vagy akár említést tenni az új elemről, melyet „héliumnak” nevezett el, a a görög Helios, azaz „Nap” szóból képezve. Ekkoriban írt munkáiban - Helge Kragh már idézett vizsgálatai szerint - egyáltalán nem fordul elő sem ez a szó, sem az a felvetés, hogy ismeretlen kémiai elem lenne.

Azonban informális csatornákon valószínűleg említést tett a dologról., ugyanis Lord Kelvin a Brit Királyi Társaság egyik 1871-es ülésén beszélt Lockyer és Frankland hélium-hipotéziséről. Ez egyben a „hélium” szó első ismert és bizonyítható nyilvános említése. A vegyészek (pl. William Benjamin Carpenter) azonban nagyon kedvezőtlenül fogadták a bejelentést: amíg nem láttak kézzel- vagy lombikkalfogható mennyiséget az új anyagból, addig nem akartak foglalkozni a dologgal.

Talán maga Lockyer sem hitt szilárdan a hélium-hipotézisben, az, hogy a hélium egy ismeretlen kémiai elem, csak egy volt a számtalan lehetőség közül (például amellett, hogy a hélium valamiféle hidrogén-módosulat) . Frankland is csak Lord Kelvin hatására volt hajlandó támogatni a csillagászt e véleményében.[14]

Hélium a Földön[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ramsay a laborjában

1882-ben az olasz meteorológus, Luigi Palmieri, a Vezúvon működő megfigyelőállomás vezetője, bejelentette, hogy - szintén spektrálelemzéssel - kimutatta a héliumot a vulkán lávájából. Ez valószínűsítette, hogy az elem (ha létezik egyáltalán) a Földön is előfordulhat; azonban Palmieri bejelentését meglehetős kételyekkel fogadták (állítólag semmilyen bizonyítékkal nem támasztotta alá az állítását; és másoknak sem sikerült megerősíteniük az eredményt;[8] mindenesetre nem foglalkozott tovább a témával). Egy félreértés folytán ezt a felfedezést az olasz tudós halála után később William Ramsaynek is tulajdonították, noha maga Ramsay elismerte Palmieri érdemeit.[15] Nem teljesen lehetetlen, hogy Palmieri valóban megtalálta a héliumot (vulkáni gázokban néha, alkalomszerűen, igen kis mennyiségben előfordulhat [1]) de egészen máig, nem is bizonyos.

A kilencvenes években W. F. Hillebrandnak sikerült először héliumot előállítania (1890), uránszurokércekből, vákuumban történő kénsavas melegítéssel. Hillebrand tapasztalta, hogy az ércből gáz fejlődik, amely „színtelen, szagtalan, éghetetlen, nem reagál levegővel keverve, semleges a lakmuszpapírokra, maró lúgokban nem nyelődik el, és vízben oldhatatlan (vagy legalábbis, túl kicsi az abszorbció mennyisége ahhoz, hogy észlelni lehessen) ... viszont hosszas szikráztatás hatására tiszta oxigénnel keverve nitrogénes savak keletkeznek belőle”;[16] sőt arra is rájött, hogy a gáz mennyiségét az uránszurokérc anyagi minősége egyértelműen meghatározza (lehetővé téve ezáltal az uránszurokércek osztályozását és felismerését), azonban a gázt tévesen tiszta nitrogénnek minősítette.[17]

Az első előállítás dicsősége így William Ramsay brit vegyészt illeti, aki 1895-ben szintén nyers uránszurokérc egy fajtájából, egy Norvégiából származó[18] cleveit-mintából állította elő a gázt (noha valójában az argont kereste), ásványi savas vákuumos melegítéssel. A keletkezett gázelegyből a nitrogént oly módon távolította el, hogy oxigént adott hozzá, majd elektromos szikrákat üttetett rajta keresztül, mígnem térfogata már nem változott. Ezután tömény kálium-hidroxid-oldatba vezette, amely a szikráztatáskor keletkezett nitrogén-oxidot és más nitrogénvegyületeket felfogta.[17] Az így keletkezett és tisztított gázt Lockyer és William Crookes azonosította héliumként, miután spektroszkóppal megvizsgálták. Hillebrand az új elem felfedezéséről értesülve, levélben gratulált Ramsay-nek a sikeres kísérletért.[19] Tőlük függetlenül Per Teodor Cleve és N. A. Langlet svéd kémikusoknak is sikerült nyers uránércből kivonnia héliumot Uppsalában, sőt sikerült akkora mennyiséget előállítaniuk a gázból, hogy az atomtömegét is meghatározhatták.

Ramsay munkatársa, J. N. Collie

Ez a dátum egy csapásra megváltoztatta a hélium elfogadottságát: félig-meddig elméleti és hitbéli konstrukcióból, illetve a csillagok közé zárt távoli és elérhetetlen vágyálomból megkérdőjelezhetetlen valósággá változott.

Vizsgálatok alatt a hélium[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A további vizsgálatok viszonylag rövid idő alatt kiderítették, hogy a hélium homogén vegyület, nem pedig keverék. Röviddel a hélium felfedezése után Carl Runge és Friedrich Paschen, akik spektroszkópos vizsgálataikkal (is) nagy tekintélyt szereztek maguknak a fizikusok és kémikusok között, nagyon alaposan megvizsgálták és lefényképezték a hélium színképét, és a „láthatatlan” (ultraibolya és infravörös) tartományban két olyan vonalsorozatra találtak, melyek alapján úgy tűnt, a héliumnak nevezett elem valójában két gáz keveréke (hasonló feltételezések születtek az argonról is) [8][20]. Nyomukban járva Ramsay és asszisztense, J. N. Collie különféle vizsgálatokat végeztek, melyek először szintén az inhomogenitásra utaltak: porózus csövön átvezetve, sikerült a héliumot diffúzióval két különböző levegőre vonatkoztatott sűrűségű (1.874 és 2.133) és törésmutatójú gázkomponensre bontani, melyek alapján a hélium keveréknek tűnt. Az eredményt azonban ők maguk is kételyekkel fogadták, mivel a kétféle gáz színképe tökéletesen megegyezett. Morris Travers (aki szintén Ramsay asszisztenseként dolgozott ebben az időben) kísérletei is az egyneműséget igazolták: a Plücker-féle csövekben az elektródokról a cső falára szublimáló platina elnyelte a gázt, az elnyelt és visszamaradott gáz között azonban semmilyen módszerrel nem talált különbséget, ami, ha a hélium több gáz keveréke volna, nehezen lenne magyarázható.[17]

Már ekkoriban erősen valószínűsíthető volt, hogy a hélium egyatomos gázmolekulákból áll (Ramsay és Collie, továbbá A. Natterer). August Natterer szikráztatási kísérleteket végzett gázokkal, tapasztalatai szerint állandó nyomás és áramfeszültség mellett a maximális szikrahossz elsősorban a gázmolekulák atomjainak számától függ, egyatomos gázokban a legnagyobb, és az atomok számának növekedtével csökken. Néhány gáz mért maximális szikrahossza: oxigén 23 mm, levegő 33 mm, hidrogén 39 mm, argon 45.5 mm, hélium 250–300 mm. Az egyatomosság mellett más tapasztalatok, pl. fajhő-mérések és a törésmutatókra vonatkozó megfontolások is szóltak. Ennek ellenére voltak ezen elméleteknek ellenzői is, pl. Bohuslav Brauner cseh kémikus egy három hidrogénatomból álló Y alakú molekulát képzelt el, mint a hélium alkotóelemét. Mindezeket a tudósok a Royal Society ülésein megvitatták.[17]

Hamarosan felfedezték, hogy a hélium kémiailag meglehetősen passzív elem. Még Ramsay és N. Collie megállapították, hogy a héliummal még in statu nascendi sem reagálnak a következő elemek: Na, Si, Be, Zn, Cd, B, Y, Tl, Ti, Th, Sn, Pb, P, As, Sb, Bi, Se, S, U, Co, Cl, Pt.[17][21]

A hélium közönségessé válik[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

1905-ben amerikai vegyészek (Hamilton Cady és David McFarland) felfedezték, hogy a hélium földgázból is kivonható. 1907-ben Ernest Rutherford és Thomas Royds bebizonyította, hogy a radioaktív bomlás alfa-részecskéje megegyezik a hélium atommagjával. A héliumot először egy holland tudós, Heike Kamerlingh Onnes cseppfolyósította 1908-ban, amikor sikerült 1 K alá hűtenie a gázt. 1926-ban tanítványa, Willem Hendrik Keesom állított elő szilárd halmazállapotú héliumot. 1938-ban Pjotr Kapica orosz fizikus megfigyelte, hogy a hélium-4 viszkozitása (belső súrlódása) az abszolút nulla fok közelében szinte nullára csökken – ez a jelenség a szuperfolyékonyság. 1972-ben Douglas D. Osheroff, David M. Lee és Robert C. Richardson amerikai fizikusoknak a hélium-3 szuperfolyékonyságot is sikerült kimutatniuk.

Állapotai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Normálállapotban a hélium egyatomos gáz. Kizárólag nagy nyomáson szilárdul meg – eközben a sűrűsége jelentősen megnő. 4,21 kelvines forráspontja alatt, de a lambda pontnak nevezett 2,1768 kelvin fölött a hélium-4 izotóp normális folyékony állapotban van, amit hélium I-nek neveznek. A lambda pont alatt furcsán kezd viselkedni, és egy hélium II-nek nevezett állapotba kerül. A hélium-3 izotóp viselkedéséről kevesebbet tudunk.

Hélium II[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szócikk: szuperfolyékonyság.

A hélium II viselkedését leginkább két, különböző tulajdonságú folyadék elegyeként írhatjuk le. Szuperfolyékony: nincs belső súrlódása, gyorsan folyik keresztül akár a legkisebb átmérőjű csöveken, és úgy mászik fel a tárolóedény falán – ez a szökőkút-effektus – mintha a gravitáció nem is hatna rá. Hővezető képessége nagyobb bármilyen ismert anyagénál. Ha hőt közlünk vele, a hő igen gyorsan, hőmérsékleti hullámokban (más terminológiával: második hangként) terjed benne.

Reakciók[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hélium normális körülmények között nem lép reakcióba más elemekkel. Elektromos kisülésekben, illetve ha elektronokkal bombázzuk, egyes elemekkel: a volfrámmal, a jóddal, a fluorral, a kénnel, illetve a foszforral alkothat excimereket.

Izotópjai, előfordulása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hélium a hidrogén után a második leggyakoribb elem, az ismert világegyetem látható tömegének kb. egynegyede. Bár 6 izotópját ismerjük, ezek közül csak a ³He és a 4He stabil, a többi gyorsan elbomlik más anyagokra. Leggyakoribb izotópja, a hélium-4 elsöprő többsége az ősrobbanásból keletkezett. A csillagokban a hidrogénfúzió eredményeként és a szén-nitrogén ciklusban, földi körülmények között a nehezebb elemek alfa-bomlásával jön létre. Ez egy különlegesen stabil atommag, mivel a nukleonok teljes héjakba rendeződnek benne. Hélium-3 izotóp a Földön csak nyomokban található, a trícium béta-bomlása során keletkezik.

Földünk légkörében a hélium részaránya csak 1:200 000 – leginkább azért, mert rendkívül könnyű, és ezért a Föld gravitációja nem tudja huzamosan megtartani. Mivel a földi hélium radioaktív bomlástermék, ezért elsődlegesen az urán és a tórium érceiben található meg. Csekély mennyiségben ásványvizekben, vulkáni gázokban, meteorvasban is megtalálható, mint pl. Fekete-erdő Wildbad-forrása, a Pireneusok kénforrásai, a lotaringiai Maizières-forrás, az angliai Bath forrásai.[17]

Jóval nagyobb jelentőségűek azok a lelőhelyek, ahol a földgázban oldva fordul elő, egyes földgázokban 1,6-1,8%-ig is felszaporodhat, ezért az iparban is főképp földgázból állítják elő. A világ fő héliumforrásai a texasi, oklahomai és kansasi földgázlelőhelyek.

Érdekesség: 1968-ban a texasi Amarillóban, amit a világ Hélium-fővárosának is hívnak[22], felállítottak egy héliummal töltött 18 méter magas üreges acél emlékművet, melynek négy végére egy-egy időkapszulát helyeztek. A Helium Monument időkapszulák tervezett kinyitási ideje 1993, 2018, 2068 és 2968.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Mivel a legnehezebb elemek radioaktív bomlásakor keletkezik, urán és tórium tartalmú kőzetek hevítésével felszabadítható a bennük elnyelődött hélium.
  • Földgázból vonható ki úgy, hogy cseppfolyósításakor a hélium kivételével minden gáz lecsapódik.
  • A hélium részecskegyorsítóban is előállítható, lítium vagy bór gyors protonbombázásával.

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hélium kisülési csőben

A földgázból kivont, nagy nyomás alatt tárolt hélium a kereskedelemben kapható.

Számos célra használják:

  • Mivel könnyebb a levegőnél, léghajók és léggömbök töltőanyaga lehet. Előnyösebb a hidrogénnél, mert nem gyúlékony, és emelőereje alig valamivel kisebb (elméletileg a hidrogén emelőerejének 93%-át nyújtja, de a tényleges érték több tényezőnek is függvénye, ezért a gyakorlatban ez valamivel kevesebb, kb. 88%).[23]
  • A héliumot belélegzett személy hangja időlegesen magasabb lesz, mivel a hang a héliumban a levegőnél háromszor gyorsabban terjed, és ilyen arányban magasabbak lesznek a gégében a rezonáns frekvenciák. Bár ez jó szórakozás, a koncentrált hélium használata az oxigénhiány miatt halált is okozhat.
  • A mélytengeri búvárok trimixet, azaz hélium, nitrogén és oxigén keverékét használják légzőberendezéseikben, hogy csökkentsék a nagy nyomáson, normál levegő használatával fellépő nitrogén-narkózis (a nitrogén nagy parciális nyomása okozta euforikus állapot), a keszonbetegség és az oxigén-toxicitás esélyét.
  • Különlegesen alacsony olvadás- és forrpontja miatt hűtőanyagként használják a kriogenikában és szupravezető mágnesek hűtésére, melyeket többek között az NMR- és MRI-berendezésekben, valamint nagyenergiájú részecskegyorsítókban használnak.
  • Néhány atomreaktorban héliumot használtak hűtőközegként. A hélium viszonylag nagy hőkapacitása és kémiai közömbössége miatt került alkalmazásra.[24]
  • Kémiai közömbössége miatt védőgázként használják szilícium- és germániumkristályok növesztésekor, a titán- és cirkónium-kitermelésben, ívhegesztéskor és a gázkromatográfiában.
  • Folyékony üzemanyagú rakétákban a túlnyomás elérésére használják.
  • Héliumot használnak szuperszonikus sebességű szélcsatornákban.
  • Gázlézerekben gyakran használják a rezonátorgáz (a gerjesztett gázközeg) egyik alkotóelemeként[25][26]
  • A nagyfeszültségű kisülési csövekben (neoncső) töltőgázként alkalmazzák.
  • Héliumot alkalmaznak szivárgások tesztelésre olyan termékek összeszerelésénél, amelyek szivárgása nem engedhető meg (például üzemanyag-szivattyúk), vagy csővezetékek szivárgásának ellenőrzésére is. A hélium azért különösen alkalmas a szivárgás ellenőrzésére, mert egyrészt kis viszkozitása miatt könnyen átjut minden lyukon, másrészt kvadrupol tömegspektrométerrel könnyen és igen érzékenyen mérhető.
  • Használják élelmiszerek konzerválására is.
  • Érdekessége, hogy cseppfolyós állapotban erősen felkeverve akár 1 hónapig is képes mozgásban lenni a rendkívül kicsi viszkozitása miatt.

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b About Helium Gas. Heliumuk.com.uk (héliumforgalmazó vállalati honlap). Link beill. 2010. január 17.
  2. Egyes források szerint Janssen a Vijaydurg Erődben tette a felfedezést, Helge Kragh tudománytörténész szerint (The Solar Element (reconsideration of Helium's Early History); Annals of Science (tud. f.ir.), 66./2. (2009 ápr.), 157. - 182. o.) pedig Janssen szerepe a D3 vonal felfedezésében megkérdőjelezhető, például az október 19-ei, a Francia Akadémiának írt levelében egyáltalán nem is említi (az mindenesetre valószínű, hogy Janssen, Lockyerrel ellentétben, sokáig egyáltalán nem volt tudatában annak, mit fedezett fel).
  3. ^ a b Kálmán Béla: Napfogyatkozások; 1998; Link beill. 2010. január 15.
  4. R. K. Kochbar: French Astronomers in India during the 17-19th centuries (Francia csillagászok Indiában a 17-19. században). Cikk a SAO/NASA ADS adattár archívumában. Link beill.: 2010. január 5.
  5. Lockyer ekkoriban tisztviselő volt, és hobbiként foglalkozott asztronómiával; később azonban a Kensingtoni Napfizikai Obszervatórium igazgatója lett.
  6. A „kromoszféra” szó is Lockyer alkotása, ld. Kálmán Béla: Napfogyatkozások; 1998; Link beill. 2010. január 15.
  7. ^ a b Helge Kragh: The Solar Element (reconsideration of Helium's Early History); Annals of Science (tud. f.ir.), 66./2. (2009 ápr.), 157. - 182. o.
  8. ^ a b c d Charles Augustus Young: Helium, its identification and properties (A hélium: azonosítása és tulajdonságai). In: Popular Science (folyóirat); 48./21. (1896 jan.).; a) 339. o. b). 340. o. c). 341. o. Googlebooks találat, link beill.: 2010. január 22.
  9. Pietro Angelo Secchi: Observations Relatives agrave une Communication Reacutecente de M. Lockyer sur la Constitution Solaire; Comptes Rendus, 69. köt. (1869), 315.-320. o.
  10. A. M. Arkharov: [Helium: History of its discovery, technology of its liquefaction, areas of its application] (a link csak előnézet). Chemical and Petroleum Engineering (folyóirat), 31/2 (1995 febr.); 50.-60. o.
  11. Alfred Cornu: Sur le Spectre de l'Eacutetoile Nouvelles de la Constellation du Cygne, Comptes Rendus, 83. köt. (1876), 1172.-1174. o., ld.: „a színkép egyik vonala valószínűleg ugyanaz, mint a kromoszféra fényes λ=587 vonala (hélium)”
  12. ld. R. Copeland, Note on the Visible Spectrum of the Great Nebula in Orion (Megjegyzés a Nagy Orion-köd látható spektrumához); Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 48. köt. (1888), 360.-62. o.
  13. James E. Keeler: On the Spectra of the Orion Nebula and the Orion Stars; Astronomy and Astro-Physics, 13. köt. (1894), 476.-493. o.
  14. : Keith James Laidler: The World of Physical Chemistry (A fizikai kémia világa). Googlebooks találat. 180. o.
  15. Lorenzo Casertano: The scientific life of L. Palmieri. (pdf.) Link beill. 2010. január 14.
  16. Ld. még a következő korabeli cikkeket: W. F. Hillebrand: Occurance of Nitrogen in Uraninite; American Journal of Sciences and Arts, 40. köt. (1890), 384.-394. o., AJS.library.cmu.edu; link (csak cikkrészlet) beill.: 2010. január 15.
  17. ^ a b c d e f Pekár Dezső: A héliumról. Matematikai és physikai lapok, VII. köt. (1898) 303-310. o. Franklin Társulat - Matematikai és Fizikai Társulat, Bp., 1898.
  18. Charles Augustus Young: Helium, its identification and properties (A hélium: azonosítása és tulajdonságai). Googlebooks találat. In: Popular Science (folyóirat); 48./21. (1896 jan.).; 340. o.
  19. Pat Munday: (1999). John A. Garraty and Mark C. Carnes. ed. Biographical entry for W.F. Hillebrand (1853–1925), geochemist and US Bureau of Standards administrator in American National Biography. 10-11. Oxford University Press. pp. 808–9; pp. 227–8.
  20. W. Ramsay: Egy fel nem fedezett gázról. Ramsay egy 1897-es cikkének fordítása a KFKI szerverén. Link beill. 2010. január 15.
  21. 1904-ben Ramsay a ritka nemesgázok felkutatásáért és a periódusos rendszerben elfoglalt helyük meghatározásáért kémiai Nobel-díjat kapott.
  22. Amarillo a világ hélium fővárosa
  23. Hydrogen vs Helium in Rigid Airship Operations (angol nyelven). (Hozzáférés: 2013. május 26.)
  24. atomfizika.elte.hu/magreszfiz/hanusovszkylivia_atomreaktorok.pdf Atomreaktorok
  25. oktatas.ch.bme.hu/oktatas/konyvek/fizkem/.../Lezerek.pdf Lézerek
  26. http://www.messer.hu/Hirek_sajtoinformacio/Szakmai_hirlevelek/Hegesztes-es_vagastechnika/5_hegesztestechnika/Halasz_Gabor_Messer_Ipari_lezerek_fejlodesi_trendjei_Magyarorszagon_honlap.pdf 31.o.