История

Свойства

Применение

Опыты

         Гелий

 
    Гелий, это единственный элемент, который был открыт на земле после того, как его обнаружили в космосе, в спектре солнечной короны во время затмения. Это произошло не случайно, дело в том, что гелий это второй по распостраненности элемент во вселенной (после водорода), а вот в земной коре и атмосфере его очень мало (тысячные доли процента). Как и на земле, так и на солнце гелий впервые был обнаружен по своей ярко-желтой спектральной линии. Причем для его обнаружения на солнце потребовалось изучить спектр именно солнечной короны (что удобно производить как раз во время затмения), а не обычного солнечного света потому, что обычный солнечный свет имеет непрерывный спектр (излучение абсолютно черного тела) и отдельные спектральные линии в нем различить практически невозможно.

    Цвет электрического разряда в газообразном гелии зависит от его интенсивности, при высокой плотности электрического разряда, свечение светло-розовое, почти белое, менее интенсивный разряд окрашен в оранжево-розовый цвет.

 
    Похожую картину можно наблюдать и в газоразрядных трубках, причем трубки с гелием, при работе нагреваются значительно сильнее аналогичных трубок с аргоном или неоном (по видимому из-за более высокой энергии ионизации гелия), по этому иногда гелий добавляют в газовые смеси для неоновой рекламы работающей при низких температурах.

 
    Но по этой же причине (сильный нагрев и необходимость использования более высокого напряжения) в чистом виде гелий в газосветной рекламе не используется. Эта трубка, в виде символа "He" была изготовлена специально для демонстраии свечения гелиевого разряда и сравнения с другими газами. Если подключить трубки с разными газами последовательно, как на втором фото, то видно, что гелий светится ярче остальных газов, но через короткое время трубка перегревается и может выйти из строя.

 
    Как и водород, природный гелий состоит и смеси двух изотопов, но в отличие от дейтерия, который тяжелее водорода, малораспространенный "родственник" гелия имеет меньший атомный вес. Содержание ₃He в природной смеси изотопов даже меньше чем дейтерия в водороде, а если вспомнить, что самого гелия на земле не очень много (он занимает ЧЧЧ место по распространенности) то становится понятно, почему Гелий-3 является одним из самых дорогих изотопов. Примерная стоимость одного грамма ₃He составляет $5000.
    В настоящее время гелий-3 имеет несколько применений. Одно из них, это возможное использования в качестве горючего для термоядерного синтеза. Согласно рассчетам, для "поджигания" реакции ЯЯЯЯЯЯЯЯ требуются намного более мягкие условия чем для реакции ЧЧЧЧЧЧЧ. Хотя в настоящее время реакторов использующих гелиевый термоядерный синтез еще не существует, сейчас активно ведутся исследования в этом направлении.
    Второе применение - это получение сверхнизких температур. Криорефрижераторы использующие гелий-3 позволяют получать температуры ниже 0.0001 Кельвина.