과학자들이 이해하는 가장 풍부한 요소에 우주에서는 간단한 가스가 수소 및 헬륨입니다. 이러한 대부분의 관찰할 수량,압도 모든 무거운 요소를 결합한(그리고 넓은 여백에 의해). 그리고 둘 사이에서 헬륨은 두 번째로 가볍고 두 번째로 풍부한 원소이며 관측 가능한 우주의 원소 질량의 약 24%에 존재합니다.

반면에 우리가 생각하는 경향이 있는 헬륨으로 재미있는 가스가 기이한 일을 당신의 목소리고 풍선을 부유물,그것이 실제로 중요한 부분은 우리의 존재입니다. 별의 핵심 구성 요소 인 것 외에도 헬륨은 가스 거인의 주요 구성 요소이기도합니다. 이것은 부분에게 그것의 매우 높은 핵 바인딩 에너지 사실은이 모두에 의해 생산되는 핵융합 및 방사성 붕괴시킵니다. 그럼에도 불구하고 과학자들은 19 세기 후반부터 그 존재를 알고있었습니다.

발견 및 명명:

헬륨의 첫 번째 증거는 1868 년 8 월 18 일 프랑스 천문학 자 Jules Janssen 에 의해 얻어졌습니다. 는 동안에는 그랜드 소,인도,Janssen 관식을 통해 프리즘,그러자 그는 주의 밝은 노란색 스펙트럼 라인(에 587.49 나노미터)에서 나오는 채층입니다. 당시 그는 d1 과 D2Fraunhofer 선에 근위했기 때문에 나트륨이라고 믿었습니다.

월 20 일에는 같은 해에,영국의 천문학자 노 로키를 관찰 노란색 라인 태양한 스펙트럼(는 그가 지명 D3 프라운호퍼 라인)에는 그는 결론에 의해 발생했는 알 수 없는 요소입니다. Lockyer 와 영어 화학자 Edward Frankland 는 태양에 대한 헬라어 단어 뒤에 요소 helios 를 명명했습니다.

특성:

헬륨은 수소에 이어 원자 모델에 관해서 두 번째로 간단한 원자입니다. 그것은 두 개의 양성자와 중성자의 핵과 원자 궤도에있는 두 개의 전자로 구성됩니다. 가장 일반적인 형태는 빅뱅 핵합성의 산물로 여겨지는 헬륨-4 입니다. 빅뱅 이후 10 초에서 20 분 동안 지속 된이 사건은 수소의 가장 가벼운 동위 원소(즉,수소 -1. 단일 양성자와 핵을 가짐).

이 사건은 소량의 수소,헬륨 및 리튬 동위 원소와 함께 헬륨-4 의 대부분을 생성 한 것으로 생각됩니다. 다른 모든 더 무거운 원소는 별의 핵 합성의 결과로 훨씬 나중에 만들어졌습니다. 많은 양의 새로운 헬륨을 만들어 모든 시간을 통해 이와 같은 프로세스,열과 압력의 핵심이 별키고 있는 수소 원자를 융합한다.

의 핵 헬륨-4 아날로그 전자기구,디지털 전자과 동일한 알파 입자,두 개의 행이는 양성자 및 중성자에서 생산되는 프로세스의 알파괴(는 요소를 부패 방출량과되고 다른 무언가). 는 불활성의 헬륨으로 인해 안정성과 낮은 에너지의 그것의 전자 클라우드 상태로 모든 그것의 전자 완벽하게 차지 1orbitals,쌍 없음을 가진 각 운동량과 각 취소 기타의 본질적인 스핀입니다.

이 안정한 부족의 상호 작용의 헬륨 원자와 서로 연결하는 하나의 가장 낮은 녹는과 끓는점의 모든 요소입니다.

사용의 역사:

얼마 동안 헬륨은 태양에서만 존재한다고 믿어졌습니다. 그러나,1882 년,이탈리아의 물리학자 Luigi Palmieri 감 헬륨에 땅을 분석할 때 용암에 마운트 폭발한 후에 없었다. 에서 1895 년,를 검색하는 동안 아르곤,스코틀랜드의 화학자 Sir William Ramsay 관리를 격리하여 헬륨으로 치료의 샘플 cleveite 미네랄산입니다. 황산으로 원소를 처리 한 후,그는 동일한 D3 흡수 라인을 발견했습니다.

Ramsey 는 가스 샘플을 william Crookes 경과와 norman Lockyer 경에게 보내 헬륨임을 확인했습니다. 그것은 독립적으로 격리 cleveite 같은 해에 의해 화학당 Teodor Cleve 아브라함이 Langlet 웁살라에서,스웨덴,사람할 수 있었을 정확하게 결정하는 원자 무게. 향후 몇 년 동안 유사한 실험에서 동일한 결과가 나왔습니다.

계속되는 몇 년 동안 헬륨의 몇 가지 흥미로운 특성이 발견되었습니다. 1907 년 Ernest Rutherford 와 Thomas Royds 는 알파 입자가 실제로 헬륨 핵임을 보여주었습니다. 1908 년 헬륨은 네덜란드의 물리학 자 Heike Kamerlingh Onnes 에 의해 가스를 1 켈빈 미만으로 냉각시킴으로써 처음으로 액화되었습니다. 요소는 결국 그의 학생 빌렘 헨드릭 Keesom 에 의해 1926 년에 응고되었다,누가 압력 25 기압에 요소를 실시.

헬륨은 초 유체를 갖는 것으로 밝혀진 최초의 원소 중 하나였다. 1938 년 러시아의 물리학 자 Pyotr Leonidovich Kapitsa 는 헬륨-4 가 절대 영도(초 유체)근처의 온도에서 점도가 거의 없음을 발견했습니다. 1972 년 미국의 물리학 자 Douglas D.Osheroff,David M.Lee 및 Robert C.Richardson 에 의해 헬륨-3 에서도 동일한 현상이 관찰되었습니다.

현대 용도:

오늘날 헬륨 가스는 광범위한 산업,상업 및 레크리에이션 응용 분야에 사용됩니다. 가장 잘 알려진 아마도 항공편,는 헬륨 가스(되는 공기보다 가볍기)자연스럽게 제공하는 부력에 대한 비행선을하고있다. 비행선에도 사용 된 수소에 비해 헬륨은 인화성 및 난연성이라는 부가적인 이점을 가지고 있습니다.

때문에 그것의 독특한 특성을 포함하는 낮은 끓는 점,낮은 밀도,낮은 가용성,높은 열전도율 및 불활성–헬륨용의 넓은 범위에 대한 과학 및 의학용됩니다. 가장 큰 용도는 액체-헬륨이 MRI 스캐너 및 분광계에서 초전도 자석의 냉각제 역할을하는 극저온 응용 분야에 있습니다.

또 다른 용도는 헬륨이 저장 탱크의 연료 및 산화제를 대체하기위한 완충제로 사용되는 로켓에 있습니다. 또한 수소와 산소를 로켓 연료로 응축시키고 우주 차량의 액체 수소를 미리 냉각시키는 데 사용됩니다. CERN 의 대형 Hadron Collider 는 또한 1.9kelvin 의 일정한 온도를 유지하기 위해 액체 헬륨에 의존합니다.

덕분에 매우 낮은 굴절률과 방법을 감소 효과를 왜곡하의 온도 변화,헬륨 또한 사용에 태양의 망원경,가스 크로마토그래피 및에서”헬륨 데이트”–즉의 나이를 결정 바위가 포함된 방사성 물질(처럼 우라늄과 토륨). 이외에도 불활성,열적 특성,높은 속도로 사운드,그리고 높은 값을 열용량의 배급,그것은 또한에서 사용되는 초음속 풍동 및 공기역학적 테스트 시설이 있습니다. 또한 아크 용접 및 산업용 누출 감지에도 사용됩니다.