İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Helyum Dünya İçin Neden Önemli?
- Helyum Ne İçin Kullanılır?
- Helyum Günlük Yaşamda Nerede Bulunur?
- Helyum Patlayıcı Bir Gaz mı?
- İnhale Helyumun Sonuçları Nelerdir?
Helyum, soygaz olarak bilinen bir elementtir. Renksiz ve kokusuzdur ve evrende yaygındır. Yüzen helyum balonlarından helyum hakkında bilgi sahibi olabilirsiniz. Bununla birlikte, helyum elementi parti balonlarından çok daha fazla kullanım alanına sahiptir. Ayrıca araba hava yastıklarında, yüksek teknolojiye sahip ekipmanlarda, tıbbi cihazlarda ve uçaklarda kullanılır. Helyum, doğrudan göremeseniz de, modern yaşamın ana bir bileşeni olmaya devam ediyor.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Helyum, evrendeki en bol bulunan ikinci elementtir. Helyumu göremiyor veya koklayamıyorken, birçok günlük kullanımda, teknolojide, tıpta ve hatta arabalarda helyum özellikleri var.
Helyum Dünya İçin Neden Önemli?
Helyumların dünyaya önemini anlamak, elementlerin özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmeye yardımcı olur. Ek olarak, tarihi ve tedarik konularının modern yaşamın özelliklerini nasıl ortaya koyduğunu öğrenmek çok önemlidir.
Helyum, gaz halinde bulunan bir elementtir. Atomik sembolü “He”, periyodik tablodaki atom numarası 2'dir. Helyum’un erime noktası tüm elementlerin en düşük olduğu ve kaynama noktası -452 derece Fahrenheit'tir. Sıcaklığı düşürülmüş olsa bile sadece helyum sıvı kalabilir. Sadece aşırı basınçta katılaşacaktır. Bu özellikler helyumu süper iletken malzemeler gibi bazı yeni teknolojiler için vazgeçilmez kılar.
Element helyum, yalnızca evrendeki bolluğundaki hidrojene ikincidir. Helyum her yıldızın içinde bulunur ve en sıcak yıldızlarda en fazla miktarda bulunur. Yıldızlarda nükleer füzyon reaksiyonlarından üretilir. Aslında, ilk önce kendi yıldızımızı, güneşi incelerken helyum keşfedildi. Helyum güneşte yaygındır; önemli bir unsurdur ve bu nedenle dünya için önemlidir.
Helyum 18 Ağustos 1868'e kadar keşfedilmedi. Pierre Jules adında bir Fransız astrofizikçi Cesar Janssen, ışık dalga boylarını gözlemlemek için spektroskop adı verilen yeni bir astronomik cihaz kullandı. Spektroskop, spektrumları veya ışık dalga boylarını, renkli bantlar olarak göstermiştir. Tutulan güneşi bir spektroskopla gözlemlerken, Janssen, güneş ışığında, Dünya'da henüz bulunan başka herhangi bir öğeye karşılık gelmeyen, parlak sarı bir çizgi şeklinde bir dalga boyu buldu. Janssen yeni bir unsur keşfettiğini fark etti. Başka bir astronom olan İngiliz Norman Lockyer de bu gözlemi güneşe bakarken yaptı. İkisi de, Lockyer'in Yunanca güneş kelimesini duyduğu helyum elementini gözlemledi. Sonunda, 1882'de, fizikçi Luigi Palmieri lavı analiz ederken parlak sarı spektrumları bulduğunda, Helyum aslında Dünya'da, Vezüv Yanardağı'nın lavında keşfedildi. Daha sonra, William Ramsay, Dünya'da helyumun var olduğunu kanıtlayan deneyler yaptı; element radyumu bozulduğunda helyum ürettiğini buldu. Teodor Cleve ve Nils Abraham Langer, 1895'te helyumun atom ağırlığını caydırır.
Helyum incelemek bilim adamlarının sadece Dünya'yı değil diğer gezegenleri daha iyi anlamalarına yardımcı olur. Güneş sisteminde, bilim adamları dev gaz gezegenleri Jüpiter ve Satürn'ün atmosferinde helyum keşfettiler. Satürn'de sıvı hidrojenle karıştırılan bir tür helyum yağmuru, aşırı sıcaklık ve basınç ortamında atmosfere düşüyor. Bilim adamları bu helyum “yağmurunun” gezegenin çekirdeğine düştüğünü düşünüyor. Serbest bırakılmış kütle çekim potansiyel enerjisi, Satürn'ü bu kadar parlak bir şekilde parlatan, bilim adamlarını yıllardır şaşırtan bir özellik olan şey olabilir.
Zamanla, bilim adamları helyumun özellikleri hakkında daha fazla bilgi edindiler. Helyumun açıklaması, renksiz ve kokusuz ve havadan hafif olmasıdır. Bu nedenle helyum dolu balonların yüzmesi ve helyum suda çok fazla çözünmez. Elementin inert nitelikleri, genellikle helyum tarifinde bulunur. Tarihsel olarak kimyasal olarak inert olarak kabul edilir, diğer elementlerle reaksiyona girmemeye meyillidir. Helyum iki elektronundan vazgeçmek istemiyor; elektron kabuğuyla sabit kalır. Bu nedenle helyum, periyodik tablodaki neon, argon, radon ve diğer soy gazlarla birlikte soygazlardan biri olarak sınıflandırılır.
Son zamanlarda, bilim adamları bir zamanlar düşündüğü gibi helyumun tamamen etkisiz olmadığını keşfetti.Araştırmacılar, helyum ve sodyum elementlerinden yapılan kristallerin keşfedilmesi üzerine, elektronları paylaşmazken helyumun diğer atomlarla birleşebileceğini, bir başka deyişle, diğer atomlarla birleştirdiğini ancak işlem sırasında kimyasal bağlar oluşturmadığını bulmuşlardır. Bunun yerine, pozitif yüklü atomları birbirlerinden korur ve normalde birbirinden ayıran itici kuvveti sayar. Dünyanın çekirdeğinde olabileceği gibi aşırı baskı altında, helyum ve hidrojen sıkıştırılır ve kararlı bileşikler oluşturur. Bilim adamları, helyum elementinin daha etkileyici yönlerini ve bunun gerçekten etkisiz olduğunu düşünmenin hala mümkün olup olmadığını veya gerçekten de aşırı ortamlarda kararlı bileşikler oluşturabilip getiremeyeceğini ortaya çıkarabilir.
Atmosferde, helyum 200.000'de sadece yaklaşık 1 kısımda konsantre edilir. Helyum havadan elde etmek pratik, uygun maliyetli veya verimli değildir, bu yüzden insanların helyum alma şekli böyle değildir. Bunun yerine, helyum doğal gazdan üretilir. Su, sülfitler ve karbon dioksit gibi safsızlıklar önce uzaklaştırılmalı, daha sonra argon, neon, hidrojen ve azot gibi diğer elementleri içeren sonuçta ortaya çıkan ham helyum yüksek basınçlarda saflaştırılmaktadır. Bu ham daha sonra süper soğutulur. Argon ve azot sıvılaştırılır ve sonunda azot buharlaşır. Helyum neon, azot ve hidrojenden ayrılır. Aktif kömür ile ek filtreleme diğer gazları temizler.
Helyum, dünyadaki bazı doğal gaz birikintilerinde bulunabilir. Ancak, her doğal gaz deposunda değildir. Amerika Birleşik Devletleri'nde, helyum Kansas, Oklahoma ve Texas'taki kuyulardan çıkarılır. Sadece Teksas, ABD’nin ana kaynağı olan Federal Helyum Rezervine ev sahipliği yapıyor. Ancak bu tedarik zaman içinde azalıyor. Tanzanya'da da büyük bir helyum birikintisi var. Dünyada helyum rafine eden sadece 14 bitki var. Helyum ayrıca çürüyen radyoaktif minerallerde bulunur. Doğal olarak berilyum ve lityumun kozmik ve x-ışını bombardımanından yapılmıştır.
Helyumun daralan kaynağı büyük bir sorun haline geldi. Modern teknolojideki helyuma olan bağımlılık arttı ve bunun sonucunda arz da azaldı. Bilim adamları, helyum üretimini daha verimli ve sürdürülebilir hale getirmek için çalışıyor. Helyumun geri dönüşümü ve sıvılaştırılması gibi yeni yöntemler, araştırmacılara yardımcı olabilecek küçük ölçekte çalışabilir. Bu, tedarikin düşmesiyle helyum maliyetini düşürmeye yardımcı olabilir.
Helyum keşfi birçok büyük yeniliğe yol açtı. Sonunda helyumun birçok kullanımı ortaya çıkacaktı. Modern hayatta helyumun önemi, teknoloji, ilaç ve araştırma alanlarında çok büyük.
Helyum Ne İçin Kullanılır?
Helyumun birçok kullanımı var. Tabii ki, dünyadaki çocukları ve yetişkinleri memnun eden parti balonlarını doldurmak için kullanılır. Helyum, hidrojenin oldukça reaktif olduğu tespit edildikten sonra hava gemilerinde hidrojenin yerini aldı. Helyum tıp, bilimsel araştırma, ark kaynağı, soğutma, uçak gazı, nükleer reaktörler için soğutucu, kriyojenik araştırma ve gaz sızıntılarının tespitinde kullanılır. Kaynama noktasının mutlak sıfıra yakın olması nedeniyle soğutma özelliklerinde kullanılır. Bu, süper iletkenlerde kullanım için çekici kılar. Helyum ayrıca roketlere ve diğer uzay araçlarına basınç uygulamak için kullanılır. Aynı zamanda bir ısı transfer maddesi olarak kullanılır.
Tıpta bazen helyum tıkalı hava yolları, astım ve KOAH gibi akciğer sorunları olan hastalara yardım etmek için kullanılır. Helyum, akciğerlerdeki distal alveollere daha iyi gaz penetrasyonu sağlar, bu yüzden tıbbi olarak gerekli olduğunda akciğer ventilasyonu için kullanılır. Helyum ayrıca solunum fonksiyon testi için de kullanılır. Helyum ayrıca karbon monoksit yerine bazı laparoskopik ameliyatlarda kullanılır. Helyum bazen görüntüleme için bir etiket olarak kullanılır. Bazen helyum açık kalp ameliyatı için kullanılır, oksijenle karıştırılır ve akciğerler için sis olarak kullanılır. Helyum ayrıca MRI tarayıcılarında süper iletken mıknatısları soğutmak için kullanılır. Radyasyon monitörleri de helyum kullanır.
Helyumun dalgıçlar için önemli olduğunu biliyor muydunuz? Helyum, dalış gazı karışımlarındaki nitrojenin yerini alır, böylece dalgıçlar merkezi sinir sistemi olumsuz etkileri olmadan su altında daha derine gidebilir. Bu karışım olmadan dalgıçlar “kıvrılmalar” olarak adlandırılan koşulla baskı etkilerine maruz kalabilirler.
Helyumun çok sayıda bilimsel kullanımı vardır. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı soğutma amacıyla helyum kullanır. Helyum, fizikte büyük bir atılım olan Higgs bozonunu keşfetmek için kullanıldı. Nükleer manyetik rezonans spektrometrelerinde kullanılır. Süper iletkenler, yalnızca helyumun aşırı soğuk olmasıyla çevrelenmişse çalışabilir ve uzay endüstrisinde uydu aletleri ve uzay aracı için yakıt soğutucusunun soğutulması için helyum kullanılmıştır. Meteorologlar, hava gözlemleri için helyum dolgulu hava balonları kullanır. Taramalı elektron mikroskopları daha iyi görüntü çözünürlüğü için bazen helyum kullanır.
Helyum ayrıca araç güvenliğinde önemli bir rol oynar. Bir araç çarptığında hava yastıklarını doldurmak için kullanılır.
Helyum sıvı halde depolanır ve gönderilir ve aşırı soğuktur. Reaktivite eksikliği koruyucu ortamlar için idealdir. Hiçbir zaman helyumu doğrudan tutmayın. O kadar soğuk ki, tehlikeli donmalara neden olabilir.
Helyum Günlük Yaşamda Nerede Bulunur?
Günlük hayatta kullanılan helyumu çeşitli şekillerde bulabilirsiniz. Kaldırma maddesi olarak, parti balonlarında, dalış karışımlarında ve optik fiberlerde kullanılır. Kaynakçılar inşaatta kaynak yayları için helyum kullanır. Doktorlar ve cerrahlar, akciğer ve kalp prosedürleri olan hastalara yardım etmek için helyum kullanırlar. Bir marketi ziyaret ettiğinizde ve yiyecekleriniz tarandığında, muhtemelen helyum-neon lazerleri gözlemliyorsunuzdur. Tepeye doğru yelken açan bir balon görürseniz, helyum tarafından uzak tutulduğundan emin olabilirsiniz. Helyumun kullanımının, günlük yaşamda günlük yaşamdaki yerini tespit edip edemediğinizi görün.
Helyum Patlayıcı Bir Gaz mı?
Helyum patlayıcı bir gaz değildir. Yanmaz olarak sınıflandırılır, yani helyum yanamaz demektir. Sıvı halde aşırı soğuk, o kadar soğuk ki diğer gazları donduruyor. Bununla birlikte, kabı ısıya maruz kalırsa kabın kendisi patlayabilir. Sıvılaştırılmış helyum, suya yerleştirildiğinde şiddetli bir şekilde kaynayabilir ve bu, kapların içinde büyük bir basınca neden olabilir ve bu da kapların basınçtan patlayabilme riskini artırabilir. Ancak kendi başına helyum patlamayacak.
İnhale Helyumun Sonuçları Nelerdir?
Bir balondan biraz helyumla nefes alan birisinin mizahi sesini duymuş olabilirsiniz. Helyumu solumak insan sesinin perdesini değiştirir, çok daha yüksek, gıcırtılı ve karikatürize olur. Bunu yapmanın sorunu, bir balondan helyum içinde soluduğunuzda, havada nefes almamanızdır. İnsan vücudunun düzgün çalışması için hava soluması ve beyinde ve vücudunda ihtiyaç duyulan yerde oksijen alması gerekir. Küçük bir helyumda nefes almak bile baş dönmesine neden olabilir. Fakat aynı zamanda bilinç kaybına ve boğulmaya neden olabilir. Helyumun solunumu, anoksi ile ölüme yol açabilir, bu da vücuttan oksijenin açlığı anlamına gelir.