Ήλιο

Το ήλιο (''helium'') είναι το χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 2 και ατομική μάζα 4,002602 amu. Αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο He. Στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, είναι άχρωμο, άοσμο, άγευστο, μη τοξικό, ιδανικό, μονοατομικό αέριο, που είναι επικεφαλής (πρώτο) των ευγενών αερίων του Περιοδικού Συστήματος των Χημικών στοιχείων. Το σημείο ζέσεως και το σημείο τήξης του είναι τα χαμηλότερα που υπάρχουν ανάμεσα σε όλες τις χημικές ουσίες. Ουσιαστικά παραμένει αέριο, εκτός αν είναι κάτω από εξαιρετικές συνθήκες.

Το ήλιο είναι το δεύτερο (2^ο), μετά το υδρογόνο, πιο άφθονο χημικό στοιχείο στο Σύμπαν και υπολογίστηκε ότι αποτελεί το 24% της στοιχειακής μάζας του Γαλαξία μας. Η μάζα του αντιστοιχεί στο 12πλάσιο της συνολικής μάζας όλων των βαρύτερων από το ήλιο στοιχείων (μαζί). Είναι άφθονο στον Ήλιο και στον Δία. Το γεγονός αυτό (της μεγάλης αφθονίας του στο Σύμπαν) εξηγείται από τη μεγάλη ενέργεια πυρηνικής σύζευξης ανά νουκλεόνιο του ⁴He σε σχέση με τα επόμενα τρία (3) χημικά στοιχεία (δηλαδή σε σχέση με το λίθιο, το βηρύλλιο και το βόριο). Η ενέργεια αυτή εξηγεί την αυξημένη πιθανότητα σχηματισμού του, τόσο κατά την πυρηνική σύντηξη, όσο και κατά τη ραδιενεργή διάσπαση. Το περισσότερο ήλιο στο σύμπαν πιστεύεται ότι σχηματίστηκε κατά τη Μεγάλη Έκρηξη. Κάποια νέα ποσότητα ηλίου παράγεται κατά την πυρηνική σύντηξη υδρογόνου στους αστέρες με μάζα από 0,5 ηλιακή μάζα και πάνω.

Το ήλιο ονομάστηκε έτσι από τον Ήλιο, επειδή ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ως μια άγνωστη κίτρινη φασματική χαρακτηριστική γραμμή στο ηλιακό φάσμα, κατά τη διάρκεια της ηλιακής έκλειψης του 1868 στην Ινδία, από τον Γάλλο αστρονόμο Πιερ Ζυλ Ζανσέν. Ο Ζανσέν πιστώθηκε την ανακάλυψη του ηλίου μαζί με τον Τζόζεφ Λόκυερ (''Joseph Norman Lockyer''), που επίσης παρατήρησε την ίδια έκλειψη και πρότεινε πρώτος ότι η φασματική αυτή γραμμή ήταν εξαιτίας ενός νέου (για την εποχή) στοιχείου, που ονόμασε «ήλιο». Η τυπική ανακάλυψη του ήλιου (στη Γη) έγινε το 1895, από τους Σουηδούς χημικούς Περ Τεοντόρ Κλέβε (''Per Teodor Cleve'') και Νηλς Αβραάμ Λάνγκλετ (''Nils Abraham Langlet'', που βρήκαν ήλιο που προέρχονταν από το ορυκτό κλεβεΐτη του ουρανίου. Το 1903, μεγάλα αποθέματα ηλίου βρέθηκαν σε πεδία φυσικού αερίου σε διάφορα μέρη των ΗΠΑ, που είναι ακόμη ο κύριος (παγκόσμιος) προμηθευτής του αερίου.

Το ήλιο χρησιμοποιείται στην κρυογενική (είναι η μεγαλύτερη χρήση του, που καταναλώνει περίπου το ¼ της παραγωγής του) και στην ψύξη μαγνητών υπεραγωγιμότητας, με ειδικότερη εμπορική εφαρμογή τούς σαρωτές MRI. Άλλες βιομηχανικές χρήσης του είναι ως αέριο συμπίεσης και καθαρισμού και ως μια προστατευτική ατμόσφαιρα για συγκόλληση με τόξο και διεργασίες όπως η ανάπτυξη κρυστάλλων για την παραγωγή γκοφρετών πυριτίου, με κατανάλωση ποσότητας που αντιστοιχεί στη μισή από τη συνολική χρήση του. Υπάρχουν και οικονομικά ελάσσονος σημασίας χρήσεις του, από τις οποίες οι πιο δημοφιλείς είναι ως ανυψωτικό αέριο για αερόστατα, αερόπλοια και παιδικά μπαλόνια. Όπως κάθε αέριο που έχει διαφορετική πυκνότητα από τη μέση του ατμοσφαιρικού αέρα, μια εισπνοή μικρού όγκου του ηλίου από άνθρωπο έχει ως αποτέλεσμα την προσωρινή αλλαγή της συχνότητας και της χροιάς της φωνής του. Στην επιστημονική έρευνα, η συμπεριφορά των δύο (2) ρευστών φάσεων του ⁴He, του ήλιου-I και του ήλιου-II, είναι σημαντική για τους ερευνητές της κβαντομηχανικής (και ειδικότερα για το φαινόμενο της υπερρευστότητας) και για όσους ερευνούν φαινόμενα όπως η υπεραγωγιμότητα, που παράγεται από ύλη που βρίσκεται σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν.

Στη Γη, η ελαφρύτητα του ηλίου προκάλεσε τη διαφυγή του από το νέφος αερίων και σκόνης που συμπυκνώθηκαν κατά τον σχηματισμό του πλανήτη, με αποτέλεσμα να είναι έτσι σχετικά σπάνιο, δηλαδή μόνο το 0,00052% κατ' όγκο της ατμόσφαιράς μας. Μάλιστα, το μεγαλύτερο μέρος του ηλίου που υπάρχει σήμερα σ' αυτήν, δημιουργήθηκε από τη φυσική ραδιενεργή διάσπαση βαρέων ραδιενεργών στοιχείων (κυρίως θορίου και ουρανίου, καθώς τα σωματίδια α που εκπέμπουν αποτελούνται από πυρήνες ⁴He. Το ραδιογενές ήλιο παγιδεύθηκε στο φυσικό αέριο σε συγκεντρώσεις ως και 7% κατ' όγκο, από το οποίο και εξάγεται σήμερα για εμπορική χρήση, με χαμηλής θερμοκρασίας διαχωρισμό από τα άλλα αέρια συστατικά, με τη χρήση κλασματικής απόσταξης. Παρέχεται από τη Wikipedia