معرفی و تاریخچهای کوتاه از کشف هلیوم
گاز هلیوم، عنصری بیرنگ، بیبو و سبک، کاربردهای متعددی در علم، صنعت و حتی زندگی روزمره دارد. کشف این گاز برای نخستینبار در سال ۱۸۶۸ در طی یک خورشیدگرفتگی کامل اتفاق افتاد، زمانی که اخترشناسان خطوط زردرنگی را در طیف نور خورشید مشاهده کردند که با هیچکدام از عناصر شناختهشده مطابقت نداشت. این عنصر بهنام «هلیوم» نامگذاری شد که برگرفته از واژه «هلیوس»، خدای خورشید در یونان باستان است.
در سال ۱۸۹۵، دانشمندان برای نخستینبار وجود هلیوم را در زمین نیز تأیید کردند. از آن زمان، این گاز عمدتاً بهعنوان محصول جانبی استخراج گاز طبیعی در دسترس قرار گرفت.
هلیوم دومین عنصر فراوان در جهان پس از هیدروژن و سبکترین گاز نجیب است. بهدلیل ساختار الکترونی پایدار، این گاز با هیچ عنصر دیگری واکنش شیمیایی نمیدهد و در برابر اشتعال مقاوم است. نقطه جوش بسیار پایین، چگالی کم، و خاصیت خنککنندگی، از جمله ویژگیهایی هستند که هلیوم را برای استفادههای صنعتی و علمی متمایز میکند.
حدود ۱۱ درصد از تولید جهانی هلیوم در بخش پزشکی مصرف میشود. این گاز در سیستمهای تصویربرداری MRI بهعنوان خنککننده مغناطیسهای ابررسانا استفاده میشود. همچنین در برخی درمانها مانند جراحی قلب باز، حفظ جنین در مراحل اولیه لقاح آزمایشگاهی، و ترکیب گاز هلیوکس (هلیوم + اکسیژن) برای کمک به بیماران تنفسی (آسم، آمفیزم) کاربرد دارد.
هلیوم بهدلیل سبکی و بیاثر بودن، در بالنها، کشتیهای هوایی، زیپلاینها و طراحی هواپیماهای سبک استفاده میشود. همچنین در پرتاب فضاپیماها، این گاز نقش عایق حرارتی را ایفا میکند و دما را در تجهیزات فضایی کنترل میکند.
در تحقیقات علمی و فیزیک پیشرفته، هلیوم مایع بهعنوان خنککننده در ابزارهایی مانند میکروسکوپ تونلزنی روبشی (STM) و طیفسنجی رزونانس مغناطیسی هستهای (NMR) استفاده میشود. این ویژگی بهویژه برای کار در دماهای بسیار پایین ضروری است.
در برخی صنایع حساس که امکان انفجار گازهای قابلاشتعال وجود دارد، از هلیوم بهعنوان گاز بیاثر برای جلوگیری از گسترش آتش استفاده میشود. همچنین در تشخیص نشتی لولهها و تجهیزات تحت فشار، از خواص نفوذپذیری بالای هلیوم بهرهبرداری میشود.
در صنایع نیمههادی، ساخت تراشههای الکترونیکی و جوشکاری دقیق، هلیوم نقش محافظ و خنککننده دارد. همچنین بهعنوان گاز پوششی در فرآیندهای صنعتی حساس به اکسیژن کاربرد دارد.
مخلوط گاز هلیوم و اکسیژن، که به آن «تریمیکس» گفته میشود، در غواصی عمیق استفاده میشود تا از بروز بیماری کاهش فشار (بیماری خمیدگی) جلوگیری کند.
بادکنکها: خاصیت شناوری و غیرقابلاشتعال بودن، هلیوم را به گازی امن برای بادکنکها تبدیل کرده است.
بستهبندی مواد غذایی: هلیوم با کاهش اکسیژن، رشد باکتریها را مهار کرده و طراوت مواد غذایی را حفظ میکند.
نگهداری آثار هنری: در موزهها و گالریها، هلیوم بهعنوان گاز بیاثر برای حفاظت از آثار تاریخی در برابر اکسیداسیون استفاده میشود.
حفظ نمونههای حشرات: در شرایط کنترلشده، هلیوم مانع از تخریب رنگ یا ساختار نمونههای حساس زیستی میشود.
اگرچه هلیوم گازی بیاثر و غیراشتعال است، اما مصرف نادرست آن میتواند خطرناک باشد. استنشاق مقدار کم از این گاز (مثلاً از بادکنک) ممکن است صرفاً باعث تغییر صدا شود، ولی مصرف مداوم یا مستقیم از کپسول، میتواند منجر به:
سرگیجه، تهوع، سردرد
کمبود اکسیژن و بیهوشی
آسیب ریوی در اثر فشار کپسول
همچنین، در صورتی که هلیوم ناخالص باشد و شامل گازهای دیگر مانند هیدروژن باشد، احتمال انفجار در مجاورت حرارت وجود دارد. به همین دلیل توصیه میشود فقط از منابع معتبر تهیه شود.
آیا گاز هلیوم قابل اشتعال است؟
خیر. هلیوم یک گاز بیاثر است و با هیچ مادهای واکنش شیمیایی انجام نمیدهد.
آیا استنشاق گاز هلیوم بیخطر است؟
در مقادیر کم، احتمالاً مشکلی ایجاد نمیکند، اما استنشاق مکرر یا از کپسول، بسیار خطرناک است.
چرا از هلیوم برای بادکنک استفاده میشود؟
بهدلیل سبکی، غیرقابلاشتعال بودن و ایمنی بیشتر نسبت به گازهایی مثل هیدروژن.
آیا بادکنک هلیومی در مجاورت شمع منفجر میشود؟
در حالت عادی نه. اما اگر ناخالصی در گاز وجود داشته باشد یا حرارت مستقیم زیادی اعمال شود، امکان انفجار وجود دارد.
برای اطلاعات بیشتر در خصوص سیلندر گاز هلیوم به سایت مراجعه نمایید.
