Все о гелии 

Гелий является одной из самых эффективных охлаждающих жидкостей.

Ксавье Рено

При производстве оптического волокна “заготовка” длиной 1 метр и диаметром 10 см нагревается до 2000°C, затем ее растягивают, чтобы произвести 150 км волокна, после чего она охлаждается путем прохождения через гелиевую атмосферу.

Гелий является самой маленькой молекулой на земле, которая может пройти даже через микроскопические трещины. Если в замкнутом контуре, заполненном гелием, есть утечка, гелий улетучится и будет немедленно обнаружен: этот вид контроля может быть жизненно необходимым в областях, где требуется абсолютная безопасность, таких как атомная промышленность.

В смеси с кислородом гелий становится гелиево-кислородной смесью (HELIOX), которая используется при экстремальном погружении под воду, т.к. она снижает нежелательное действие азота. Что касается водолазов, которые установили рекорды погружения – более 500 метров ниже уровня воды, то они дышали смесью кислорода, водорода и гелия.

Гелиево-кислородная смесь (HELIOX) также используется для лечения пациентов с респираторными заболеваниями, такими как астма и хронические обструктивные легочные заболевания, которым, например, подвержены более 4 миллионов французов. Эта смесь легче проходит по дыхательным путям и помогает дыханию.  

Гелий является инертным газом, который не вступает в реакцию с другими химическими элементами. Таким образом, он является прекрасным защитным газом, особенно в сварке. Он защищает от образования оксидов (реакций с кислородом) и нитридов (реакция с азотом).

Сжижая водород в 1908 году, голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес, впервые достиг температуры -269°C, что только на 4.2° выше критического предела абсолютного нуля (-273.15°C).

Благодаря этому открытию он получил Нобелевскую премию по химии и открыл дорогу разнообразному применению жидкого гелия.

При такой низкой температуре сверхпроводимые материалы легко передают электричество без нагревания и создают очень мощные магнитные поля. Они используются врачами в аппаратах для магнитно-резонансной томографии или учеными в ядерных магнитных резонансных исследованиях.

Но гелий может больше. Когда вы снижаете его давление, он становится “сверхтекучим”, и это еще более холодная жидкость при -271°C. При помощи этой жидкости ученые всего мира смогут непосредственно исследовать материалы в институте CERN в Женеве. Под землей на глубине 100 метров частицы, разгоняемые в кольце диаметром 27 километров и охлажденные до -271°C с использованием передовых технологий Air Liquide, будут двигаться с ускорением. Их столкновение должно производить новые частицы, которые только можно вообразить, но которые никогда не наблюдались, такие как “бозон Хиггса” - настоящее “недостающее звено” в физике элементарных частиц.

Гелий также является единственным элементом, который сохраняет газообразное состояние при температурах, близких к абсолютному нулю. Под давлением он будет выталкивать жидкий водород (при -253°C) и жидкий кислород (при -183°C) в 5 двигателях АНИАНа. Любая другая текучая среда превратилась бы в жидкость и не могла бы сыграть эту нужную роль в работе ракеты.

Молекула гелия является самой маленькой молекулой на земле. Она может проникать через любой материал, даже через оболочку дирижабля.

Любой ребенок, который покупал воздушный шарик, наполненный гелием, знает, что через пару дней он сдувается и падает на землю: ни один из материалов не является полностью непроницаемым для гелия.

Даже оболочка дирижабля Жан-Луи Этьена. Каждый день дирижабль теряет около 1 литра на квадратный метр оболочки. И чем меньше гелия остается в дирижабле, тем меньший груз он может нести. Для того чтобы гарантировать безопасность команды и экспедиции, на предварительной стадии Air Liquide постоянно поставляет гелий из марсельского аэропорта, что дает возможность вновь наполнить дирижабль, когда это будет необходимо. Таким образом, вместе с оборудованием для экспедиции на дрейфующий лед будет транспортировано 500 м3 гелия, чтобы дирижабль можно было бы наполнить непосредственно на Северном полюсе во время кампании по измерению толщины дрейфующего льда.

Участие Air Liquide этим не ограничится. Когда гелий выходит из дирижабля, внутрь поступает воздух: ученые называют это “встречной диффузией”. Поступающий в дирижабль воздух снижает его грузоподъемность. Благодаря опыту и знаниям экспертов Air Liquide стало возможным измерить процентное содержание примеси воздуха в гелии, и исправить положение. Благодаря технологиям, разработанным Группой, возможен рециклинг гелия с примесями.

Хотя гелий очень часто встречается во Вселенной, этот газ является очень редким на Земле.

Солнце, как большое количество звезд, каждую секунду превращает 700 миллионов тонн водорода в гелий путем термоядерного синтеза. Это делает гелий вторым составляющим элементом Вселенной после водорода.

Но в нашей атмосфере его очень мало: менее 0,0005%. Это объясняет тот факт, почему он был обнаружен так поздно: в 1868 г. Янсен наблюдал солнечное затмение и обнаружил гелий в солнечной короне, откуда и пошло название элемента, взятое из греческого «Гелиос» - солнце.

На Земле гелий - инертный газ, он получается в результате расщепления в недрах Земли определенных радиоактивных ядер, таких как уран. Его часто находят в связанном состоянии в залежах природного газа, который может содержать до 7% гелия и от которого его отделяют промышленным способом.

Гелий – это газ, характеризующийся словами в превосходной степени: это самый легкий инертный газ, самая маленькая молекула в мире, самая холодная жидкость на земле и одна из жидкостей, которая лучше всего проводит тепло. Благодаря этим исключительным свойствам гелий находит множество применений, особенно в области высоких технологий.