Helium

Helium simvolu He və atom nömrəsi 2 olan kimyəvi elementdir. O, dövri cədvəldə təsirsiz qazların önündə gələn rəngsiz, qoxusuz, dadsız, zəhərsiz, təsirsiz və tək atomlu qazdır. Helium elementlər içərisində ən aşağı qaynama və ərimə dərəcəsinə malikdir və ekstremal vəziyyətlər istisna olmaqla yalnız qaz kimi mövcuddur.

Helium ikinci ən parlaq elementdir və ümumi element kütləsinin 24%-ni təşkil etməklə kainatın ikinci ən zəngin elementidir, onun kütləsi bütün ağır elementlərin birləşməsindən alınan kütlədən 12 dəfə çoxdur. Bu rəqəm Sim və Yupiterin göstərici ilə oxşardır. Bu, heliumdan sonrakı üç elementlə əlaqədar olaraq helium-4-ün yüksək rabitə enerjisi (hər nüvədə) ilə bağlıdır. Bu helium-4 rabitə enerjisi sayəsində helium həm istilik-nüvə reaksiyasına, həm də radioaktiv parçalanmalara səbəb olur. Kainatda helium qazının böyük bir qismini helium-4 təşkil edir və onun Böyük Partlayış zamanı yaranması güman edilir. Yeni heliumun böyük hissəsi ulduzlarda hidrogenin istilik-nüvə reaksiyası ilə yaranır.

Helium soyutma prosesində (onun ən geniş yeganə istifadəsi, hasilatının təxminən ¼-in udulması), Maqnit Rezonans Tomoqrafiyasının əsas tətbiq sahəsi olmaqla xüsusən yüksək keçiriciliyə malik maqnitlərin soyudulmasında istifadə olunur. Helium sənayedə istehsal olunan qazın yarısını təşkil etməklə aşağıdakı məqsədlərlə də istifadə olunur: təzyiq yaradan və təmizləyici qaz kimi, qövs qaynağı üçün qoruyucu qaz kimi, və silikon lövhələr yaratmaq üçün kristalların böyüdülməsi kimi proseslərdə. Heliumun hər kəsə məlum olan, lakin geniş yayılmamış tətbiq sahəsi şarlarda və hava gəmilərində qaldırıcı qaz kimi istifadə olunmasıdır. Sıxlığı hava sıxlığından fərqli olan digər qazlar kimi, helium da onunla nəfəs alan insanlarda müvəqqəti olaraq səs tembrinin və keyfiyyətinin dəyişməsinə gətirib çıxarır. Elmi araşdırmalarda, helium-4-ün (helium I and helium II) iki maye fazasının hərəkəti kvant mexanikasını (xüsusilə yüksək keçiricilik xassəsində) araşdıran tədqiqatçılar və mütləq sıfıra yaxın şəraitdə yaranan yüksək keçiricilik kimi hadisələri tədqiq edən şəxslər üçün mühüm əhəmiyyətə malikdir.

Şarların heliumla doldurulması ən məşhur tətbiq sahəsi olsa da, bu sahə heliumun ümumilikdə ən az tətbiq olunduğu sahədir. Heliumdan aşağı qaynama temperaturu, aşağı sıxlıq, az ərimə qabiliyyəti, yüksək istilik keçiriciliyi və ya təsirsizlik kimi bəzi unikal xüsusiyyətləri tələb edən bir çox məqsədlər üçün istifadə olunur. 2008-ci ildə dünya üzrə illik istehsal olunan təxminən 32 milyon kq-lıq heliumun (193 milyon kub metr) təxminən 22%-i Tibbi Maqnit Rezonans Tomoqrafiyası skanerlərində əksəriyyəti yarımkeçirici maqnitlərin soyudulması ilə bağlı nəzərdə tutulan aşağı temperaturlu materialların hasilatında istifadə olunub. Digər əsas tətbiq sahələri (1996-cı ildə ümumilikdə təxminən 60%) təzyiq etmə və təmizləmə sistemləri, tənzimlənən qaz mühitləri, qaynaq və sızmanın aşkar olunmasıdır. Kateqoriya baxımından digər tətbiq sahələri nisbətən azdır.

Helium təsirsiz olduğu üçün ondan silisium və germanium kristallarının əldə olunmasında, titan və sirkonium istehsalında və qaz xronoqrafiyasında qoruyucu qaz kimi istifadə olunur. Helium təsirsizliyə, termal və ideal kalori xassəsinə, yüksək səs sürətinə və istilik tutumu nisbətinin yüksək göstəricisinə malik olduğu üçün o, supersonik külək tunelləri və impuls mexanizmləri üçün də əlverişlidir.

Helium elektrik qövs qaynağı işlərində hava və ya azot ilə çirklənən və yumşalan materiallar üzərində qoruyucu qaz rolunu oynayır. Bir sıra təsirsiz qoruyucu qazlar volframlı elektrodla qaz mühitində qaynaq işində istifadə olunur, lakin xüsusilə alüminium və ya mis kimi daha yüksək istilik keçiriciliyə malik qaynaq materialları üçün daha ucuz hesab olunan arqonun əvəzinə heliumdan istifadə edilir.