콘텐츠
- TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
- 왜 헬륨이 세상에 중요한가?
- 헬륨은 무엇을 위해 사용됩니까?
- 일상 생활에서 헬륨은 어디에 있습니까?
- 헬륨은 폭발성 가스입니까?
- 헬륨 흡입의 결과는 무엇입니까?
헬륨은 희가스로 알려진 원소입니다. 무색 무취이며 우주 전체에 널리 퍼져 있습니다. 떠 다니는 헬륨 풍선의 헬륨에 대해 알고있을 것입니다. 그러나 헬륨 원소는 파티 풍선보다 더 많이 사용됩니다. 또한 자동차 에어백, 첨단 장비, 의료 기기 및 항공기에 사용됩니다. 헬륨은 직접 볼 수는 없지만 현대 생활의 주요 구성 요소입니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
헬륨은 우주에서 두 번째로 풍부한 원소입니다. 당신이 그것을 보거나 냄새를 맡을 수 없지만, 헬륨은 많은 일상적인 용도, 기술, 의학, 심지어 자동차에서도 사용됩니다.
왜 헬륨이 세상에 중요한가?
세계에서 헬륨의 중요성을 이해하려면 요소 속성에 대해 자세히 배우는 데 도움이됩니다. 또한, 역사와 공급 문제가 현대 생활의 측면에서 어떻게 나타나는지에 대해 배우는 것이 중요합니다.
헬륨은 가스 형태로 존재하는 원소입니다. 원자 기호는 "He"이고 원자 번호는 주기율표에서 2입니다. 헬륨의 녹는 점은 모든 원소 중에서 가장 낮으며 끓는점은 화씨 -452 도입니다. 온도가 낮아도 헬륨 만 액체 상태로 유지 될 수 있습니다. 극한의 압력에서만 응고됩니다. 이러한 특성으로 인해 초전도 물질과 같은 최신 기술에는 헬륨이 필수 불가결합니다.
원소 헬륨은 우주에서 풍부하게 수소에 이어 두 번째입니다. 헬륨은 모든 별에 존재하며 가장 뜨거운 별에서 가장 풍부합니다. 그것은 별의 핵 융합 반응에서 생성됩니다. 실제로 헬륨은 우리 자신의 별인 태양을 연구하면서 처음 발견되었습니다. 헬륨은 태양에서 만연합니다. 그것은 필수 요소이므로 세계에 중요합니다.
헬륨은 1868 년 8 월 18 일까지 발견되지 않았다. Pierre Jules Cesar Janssen이라는 프랑스 천체 물리학자는 빛의 파장을 관찰하기 위해 분광기 (spectroscope)라고하는 새로운 천문학적 장치를 사용했다. 분광기는 스펙트럼 또는 광 파장을 색 대역으로 표시했습니다. Janssen은 분광기로 일식 태양을 관찰하면서 태양의 빛에서 밝은 노란색 선의 형태로 지구에서 아직 발견 된 다른 요소와 일치하지 않는 파장을 발견했습니다. Janssen은 자신이 새로운 요소를 발견했다는 것을 깨달았습니다. 또 다른 천문학자인 영국인 Norman Lockyer도 태양을 보면서이 관찰을했습니다. 로커는 태양에 대한 그리스어 단어의 이름을 딴 헬륨 원소를 관찰했다. 결국 1882 년에 물리학 자 루이지 팔미 에리 (Luigi Palmieri)가 용암을 분석하는 동안 밝은 노란색 스펙트럼을 발견했을 때, 실제로 베수 비우스 산의 용암에서 지구에서 헬륨이 발견되었습니다. 나중에 윌리엄 램지 (William Ramsay)는 지구상에 헬륨이 존재한다는 것을 증명하는 실험을 수행했다. 그는 원소 라듐이 붕괴 될 때 헬륨을 생성한다는 것을 발견했다. 테오도르 클리브와 닐스 아브라함 랭 거는 1895 년에 헬륨의 원자량을 억제했다.
헬륨을 연구하면 과학자들은 지구뿐만 아니라 다른 행성도 더 잘 이해할 수 있습니다. 태양계에서 과학자들은 거대한 가스 행성 인 목성과 토성의 대기에서 헬륨을 발견했습니다. 토성에서는 액체 수소와 혼합 된 일종의 헬륨 비가 극한의 온도와 압력 환경에서 대기 중으로 떨어집니다. 과학자들은이 헬륨“비”가 행성의 핵심으로 떨어진다고 생각합니다. 그것의 돋보이는 중력 잠재력 에너지는 토성을 너무 밝게 빛나게 할 수 있습니다. 이것은 과학자들을 몇 년 동안 혼란스럽게 만든 특징입니다.
시간이 지남에 따라 과학자들은 헬륨의 성질에 대해 더 많이 배웠습니다. 헬륨에 대한 설명은 무색과 무취이며 공기보다 가볍다는 것입니다. 이것이 헬륨으로 채워진 풍선이 떠 다니고 헬륨이 물에 잘 녹지 않는 이유입니다. 요소의 비활성 특성은 종종 헬륨 설명에 있습니다. 역사적으로 화학적 불활성으로 간주되며 다른 원소와 반응하지 않는 경향이 있습니다. 헬륨은 두 전자를 포기하고 싶지 않습니다. 그것은 전자 껍질로 안정적으로 유지됩니다. 이 때문에 헬륨은 주기율표에서 네온, 아르곤, 라돈 및 기타 고귀한 가스와 함께 고귀한 가스 중 하나로 분류됩니다.
최근 과학자들은 한때 생각했던 것처럼 헬륨이 완전히 불활성이 아님을 발견했습니다.헬륨과 나트륨 원소로 만들어진 결정을 발견 한 연구자들은 헬륨이 전자를 공유하지 않으면 서 다른 원자와 결합 할 수 있음을 발견했습니다. 즉, 다른 원자와 결합하지만 공정에서 화학적 결합을 만들지는 않습니다. 대신에, 그것은 양전하를 띤 원자들을 서로로부터 보호하고 일반적으로 그것들을 밀어내는 반발력에 대항합니다. 지구 중심에있을 수있는 극한의 압력 하에서 헬륨과 수소는 압축되어 안정적인 화합물을 형성합니다. 과학자들은 원소 헬륨의 더 매력적인 측면과 그것이 실제로 불활성이라고 생각할 수 있는지, 또는 극한 환경에서 안정적인 화합물을 형성 할 수 있는지 여부를 밝힐 수 있습니다.
대기에서 헬륨은 200,000 개 중 대략 1 부만 집중되어 있습니다. 공기에서 헬륨을 추출하는 것은 실용적이고 비용 효율적이거나 효율적이지 않으므로 사람들이 헬륨을 얻는 방법이 아닙니다. 대신, 헬륨은 천연 가스로 생산됩니다. 물, 황화물 및 이산화탄소와 같은 불순물을 먼저 제거한 다음 아르곤, 네온, 수소 및 질소와 같은 다른 원소를 포함하고있는 결과로 생성 된 조 헬륨을 고압에서 정제합니다. 이 조 물질은 과냉각된다. 아르곤과 질소가 액화되고 결국 질소가 증발합니다. 헬륨은 네온, 질소 및 수소와 분리됩니다. 활성탄으로 추가 여과하면 다른 가스가 제거됩니다.
헬륨은 전 세계 일부 천연 가스 매장지에서 찾을 수 있습니다. 그러나 모든 천연 가스 퇴적물에있는 것은 아닙니다. 미국에서는 캔자스, 오클라호마 및 텍사스의 우물에서 헬륨이 추출됩니다. 텍사스만으로는 미국의 주요 공급품 인 연방 헬륨 보호 구역 (Federal Helium Reserve)을 보유하고 있지만이 공급량은 시간이 지남에 따라 줄어들고 있습니다. 탄자니아에는 많은 양의 헬륨이 존재합니다. 현재 세계에는 헬륨을 정제하는 식물이 14 개뿐입니다. 헬륨은 또한 방사성 광물 붕괴에서 발견됩니다. 그것은 자연적으로 베릴륨과 리튬의 우주 및 엑스레이 폭격으로 만들어집니다.
헬륨의 공급 감소가 주요 이슈가되었습니다. 현대 기술에서 헬륨에 대한 의존도가 증가하고 그 결과 공급이 감소했습니다. 과학자들은 헬륨 생산을보다 효율적이고 지속 가능하게 만들기 위해 노력하고 있습니다. 헬륨 재활용 및 재 액화와 같은 새로운 방법은 소규모로 작동하여 연구자들에게 도움이 될 수 있습니다. 이는 공급이 감소함에 따라 헬륨 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
헬륨의 발견으로 많은 혁신이 이루어졌습니다. 결국, 많은 헬륨 사용이 나타날 것입니다. 현대 생활에서 헬륨의 중요성은 기술, 의학 및 연구 영역에서 광범위합니다.
헬륨은 무엇을 위해 사용됩니까?
헬륨에는 많은 용도가 있습니다. 물론 전 세계 어린이와 성인을 즐겁게하는 파티 풍선을 채우는 데 사용됩니다. 수소가 반응성이 높은 것으로 판명 된 후, 헬륨은 비행선에서 수소를 대체했다. 헬륨은 의약, 과학 연구, 아크 용접, 냉장, 항공기 가스, 원자로 냉각수, 극저온 연구 및 가스 누출 감지에 사용됩니다. 끓는점이 절대 영점에 가깝기 때문에 냉각 특성에 사용됩니다. 이것은 초전도체에 사용하기에 매력적입니다. 헬륨은 로켓 및 기타 우주선에 압력을 가하는 데에도 사용됩니다. 열전달 제로도 사용됩니다.
의학에서 때때로 헬륨은 폐색 된기도, 천식 및 COPD와 같은 폐 문제가있는 환자를 돕기 위해 사용됩니다. 헬륨은 폐의 원위 폐포로의 가스 침투를 개선하므로 의학적으로 필요한 경우 폐 환기에 사용됩니다. 헬륨은 폐 기능 검사에도 사용됩니다. 헬륨은 일산화탄소 대신 복강경 수술에도 사용됩니다. 헬륨은 때때로 이미징 라벨로 사용됩니다. 때때로 헬륨은 열린 심장 수술에 사용되며 산소와 혼합되어 폐의 안개로 사용됩니다. 또한 헬륨은 MRI 스캐너에서 초전도 자석을 냉각시키는 데 사용됩니다. 방사선 모니터도 헬륨을 사용합니다.
헬륨이 다이버에게 중요하다는 것을 알고 있습니까? 헬륨은 다이빙 가스 혼합물에서 질소를 대체하므로 다이버는 부정적인 중추 신경계 영향없이 물속에서 더 깊게 갈 수 있습니다. 이 혼합물이 없으면 다이버는 "굽힘"이라는 조건에서 압력 효과를 겪을 수 있습니다.
헬륨에는 과학적으로 많은 용도가 있습니다. Large Hadron Collider는 냉각 목적으로 헬륨을 사용합니다. 헬륨은 물리학의 획기적인 son 스 보손을 발견하는 데 사용되었습니다. 핵 자기 공명 분광계에 사용됩니다. 초전도체는 극한의 차가운 헬륨으로 둘러싸인 경우에만 작동 할 수 있으며, 헬륨은 우주 산업에서 위성 계기 냉각 및 우주선 용 연료 냉각제로 사용되었습니다. 기상 학자들은 날씨 관측을 위해 헬륨으로 채워진 날씨 풍선을 사용합니다. 주사 전자 현미경은 때때로 더 나은 이미지 해상도를 위해 헬륨을 사용합니다.
헬륨은 또한 차량 안전에 중요한 역할을합니다. 차량 충돌시 에어백을 채우는 데 사용됩니다.
헬륨은 액체 형태로 저장 및 배송되며 매우 차갑습니다. 반응성이 없기 때문에 보호 환경에 이상적입니다. 헬륨을 직접 취급하지 마십시오. 너무 차가워서 위험한 동상을 유발할 수 있습니다.
일상 생활에서 헬륨은 어디에 있습니까?
일상 생활에서 사용되는 헬륨은 다양한 형태로 찾을 수 있습니다. 리프팅 제, 파티 풍선, 다이빙 혼합물 및 광섬유에서 사용됩니다. 용접기는 건설시 아크 용접에 헬륨을 사용합니다. 의사와 외과의 사는 헬륨을 사용하여 폐 및 심장 시술 환자를 돕습니다. 식료품 점을 방문 할 때 식료품을 스캔하면 헬륨 네온 레이저가 관찰 될 수 있습니다. 소형 연식 비행선이 오버 헤드로 보이는 경우 헬륨이 높이를 유지하고 있는지 확인할 수 있습니다. 일상 생활에서 헬륨 사용을 발견 할 수 있는지 확인하십시오.
헬륨은 폭발성 가스입니까?
헬륨은 폭발성 가스가 아닙니다. 불연성 물질로 분류되어 헬륨을 태울 수 없습니다. 액체 형태로 매우 차가워서 다른 가스를 얼릴 수 있습니다. 그러나 용기가 열에 노출되면 용기 자체가 파열 될 수 있습니다. 액화 헬륨은 물에 넣을 때 심하게 끓을 수 있으며, 이는 용기 내부에 압력을 가해 용기가 압력에서 폭발 할 위험을 높입니다. 그러나 자체적으로 헬륨은 폭발하지 않습니다.
헬륨 흡입의 결과는 무엇입니까?
풍선에서 약간의 헬륨으로 호흡하는 누군가의 유머러스 한 소리를 들었을 수 있습니다. 호흡 헬륨은 인간 목소리의 피치를 변경하여 훨씬 높고 시끄럽고 만화 적으로 만듭니다. 이 작업의 문제점은 풍선에서 헬륨으로 호흡 할 때 공기를 마시지 않는다는 것입니다. 인체는 공기가 제대로 기능하기 위해 숨을 쉬어야하며 뇌와 신체에서 필요한 곳에서 산소를 섭취해야합니다. 소량의 헬륨에서 호흡조차도 현기증을 유발할 수 있습니다. 그러나 의식 상실과 질식을 유발할 수도 있습니다. 헬륨을 계속 호흡하면 몸에서 산소가 고갈되는 무산소 증으로 사망 할 수 있습니다.