氦(Hài),是一种化学元素,它的原子序数为2,在元素周期表中位于第18族,是典型的惰性气体之一。氦的名字来源于希腊语中的“Helios”,意为太阳,这是因为最早在太阳光谱中发现了氦的特征谱线。
氦是在1868年由法国天文学家Jules Janssen在观察日全食期间太阳边缘的日珥光谱时首次发现的。几乎英国化学家Norman Lockyer也在研究太阳光谱,并且注意到了一条新的黄色谱线,这条谱线后来被证明属于氦元素。直到1895年,氦才在地球上的矿物中被确认存在,由英国化学家William Ramsay和Morris Travers合作完成。在此之前,人们并不知道地球上也存在氦。
氦是一种无色、无味、不可燃的稀有气体,在标准大气压下,它比空气重约0.4倍。氦有两个稳定的同位素:氦-3和氦-4,其中氦-4是最常见的形式。氦的沸点非常低,约为零下269摄氏度(即4 K),这使得它成为一种重要的低温冷却剂,广泛应用于科学研究和技术领域。
由于氦具有极高的化学稳定性以及其独特的物理特性,它在许多领域都有着广泛的应用。例如,在医疗领域,液氦用于磁共振成像(MRI)设备的冷却;在航空航天工业中,氦气被用来提供无氧环境,防止火箭燃料燃烧;氦还被用于深海潜水员呼吸混合气体的一部分,因为它不会导致氮醉(氮麻醉)现象,从而保障潜水员的安全。
虽然氦在宇宙中相对丰富,但在地球上却相当稀缺,主要存在于天然气田中。氦的提取通常是从天然气中分离出来的,这一过程需要专门的技术。随着氦应用范围的不断扩大,氦资源的可持续性成为了科学家和政策制定者关注的问题。因此,寻找新的氦源以及开发替代技术变得日益重要。