ヘリウム - 宇宙で最も活動性の低い元素

中国語の名前：氦

元素記号：He

英語名：ヘリウム

       夢を実現するためにヘリウムを詰めた風船を飛ばす人々は、地球上の再生不可能な貴重な資源の一部が永遠に消えてしまったことを知りません。ヘリウムは宇宙で 2 番目に豊富な元素ですが、地球にとっては非常に貧弱で再生不可能な貴重な資源です。ヘリウムの発見から始めましょう。

1868年8月18日、フランスの天文学者ピエール・ジュール・セザール・ヤンセンは皆既日食を観察するために英領インドのマドラス州（現在アンドラ・プラデーシュ州）のグントゥールを訪れ、分光計で波長587.49nmの明るい黄色のクロマトグラフの線を発見した。ジャンセン氏は装置に何か問題があるのではないかと心配し、プロミネンスの分光分析を再度実行しましたが、観察結果は以前と同じでした。彼は自分の発見についてフランス科学アカデミーに手紙を書きました。交通事情のため、手紙は10月までパリに届きませんでした。

ピエール・ジャンセンの手紙がフランス科学アカデミーに届いたのと同じ日に、イギリスの天文学者サー・ジョセフ・ノーマン・ロッキャーからの手紙も届いた。同年10月20日、ロッキャーはロンドンで太陽のスペクトルを分析中に同じ黄色い線を発見し、それを「D3」と名付けた。フランスの天文学者ピエール・ジャンセンとイギリスの天文学者サー・ジョセフ・ノーマン・ロッキャーはヘリウムの発見者として知られています。地球上でまだ発見されていない異星人の天体から新元素が発見されるのは初めて。英国の天文学者サー・ジョセフ・ノーマン・ロッキャイヤーと英国の化学者サー・エドワード・フランクランドは、ギリシャ語のἥλιος（「太陽」を意味するヘリオス）にちなんで、この元素をヘリウムと名付けました。

1868年8月18日、フランスの天文学者ピエール・ジュール・セザール・ヤンセンは皆既日食を観察するために英領インドのマドラス州（現在アンドラ・プラデーシュ州）のグントゥールを訪れ、分光計で波長587.49nmの明るい黄色のクロマトグラフの線を発見した。ジャンセン氏は装置に何か問題があるのではないかと心配し、プロミネンスの分光分析を再度実行しましたが、観察結果は以前と同じでした。彼は自分の発見についてフランス科学アカデミーに手紙を書きました。交通事情のため、手紙は10月までパリに届きませんでした。

1881 年、イタリアの物理学者ルイージ パルミエリは、ベスビオ山のマグマを分析中にヘリウムの D3 線を発見しました。これは、地球上で最初に記録されたヘリウムの発見です。しかし、スコットランドの化学者ウィリアム・ラムゼー卿（この偉大な化学者は今後の希ガスの分野で何度も言及するでしょう）がイットリウムウラン石（質量の希土類元素の 10% を含むピッチ閃石）を酸で処理して、地球上で初めてヘリウムが分離されました。

1868年8月18日、フランスの天文学者ピエール・ジュール・セザール・ヤンセンは皆既日食を観察するために英領インドのマドラス州（現在アンドラ・プラデーシュ州）のグントゥールを訪れ、分光計で波長587.49nmの明るい黄色のクロマトグラフの線を発見した。ジャンセン氏は装置に何か問題があるのではないかと心配し、プロミネンスの分光分析を再度実行しましたが、観察結果は以前と同じでした。彼は自分の発見についてフランス科学アカデミーに手紙を書きました。交通事情のため、手紙は10月までパリに届きませんでした。

なぜ人々は地球上にはヘリウムが存在しないと常に考えるのでしょうか?

なぜヘリウムの発見から単離までに 30 年近くもかかったのでしょうか?

まず、地球上のヘリウム元素は主にヘリウム元素の形で存在します。ヘリウム元素は不活性ガスであり、安定な化合物はなく非常に安定しています。第二に、ヘリウム原子核は軽すぎるため地球の重力に引きつけられず、ヘリウムが大気圏に入ると宇宙に漂ってしまいます。第三に、ヘリウムは溶解度が非常に低く、水にほとんど溶けません。したがって、人間がヘリウムを入手する方法は、地球の地殻に閉じ込められたヘリウムを採掘することであり、ヘリウムのほとんどは放射性崩壊によって放出されます。

ヘリウムは私たちにとって非常に重要であり、多くの用途があります。

1、低温冷却：ヘリウムの沸点は摂氏マイナス268度の4.2ケルビンで、絶対零度に非常に近いです。超低温冷却技術は、超電導技術などの分野で応用範囲が広く、フロンティア物理研究、磁気共鳴画像技術（MRI）、核磁気共鳴技術（NMR）などの分野でも重要な役割を果たしています。ヘリウムは、私たちが使用できるこれらの特性を持つ唯一の物質です。

2、保護ガスと検査分析：ヘリウムは不活性ガスで、非毒性、非放射線であり、保護ガスと検査分析を行うことができます。ヘリウムガスは、マグネシウム、ジルコニウム、アルミニウム、チタン、その他の金属溶接保護ガスによく使用されます。ヘリウムは、ヘリウム質量分析リーク検出の重要な要素である真空リーク検出にも使用されます。

3、バルーン充填：ヘリウムの密度は1立方メートルあたり0.1786kgで、空気の密度1.29kg/立方メートルよりもはるかに小さく、化学的性質は非常に活性で、水素よりはるかに安全です（ヒンデンブルク水素飛行船の爆発）。宇宙船や気球の充填ガスとしてよく使用されます。

4、ダイビング用ヘリウム酸素混合物：ダイビング中の巨大な水圧により、通常の空気中の窒素が血液に押し込まれ、「飲酒窒素反応」が発生し、非常に危険な状況になります。飲酒によるめまい、反応の遅れ、判断力の喪失など、「飲酒窒素」状態にある身体。しかし、ヘリウムは高圧下では人間の血液に溶けないため、ヘリウムと酸素の混合ガスを使用すると、このような事態を効果的に防ぐことができます。

5、超流動：温度が2.18ケルビン（摂氏約マイナス271度）に下がるとヘリウムが液化し、性質が変化し、粘度が非常に小さくなり、カップの壁に沿って上向きに流れることができ、超流動状態であり、優れた移動性を備えていますそして熱伝導率。

ヘリウムは宇宙で 2 番目に豊富な元素ですが、その発見と分離の歴史が証明しているように、地球上で保存するのは困難です。私たちが再び風船を飛ばして夢を見たいと思うとき、これらのヘリウムガスが一度大気圏に入ると、地球上から永久に消滅すると考えるのでしょうか、私たちはこの考えを放棄するでしょうか？

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