氦

氦 （ ； Helium ； 源於ἥλιος ， 轉寫爲helios ， 直譯爲太陽 ； 舊譯氜 ） 是一種化學元素 ， 其化學符號爲 ， 原子序數爲2 ， 原子量爲 。 是一種無色 、 無臭 、 無味 、 無毒的惰性單原子氣體 。 它也是稀有氣體族的第一個元素 。 其單質熔點和沸點爲所有元素中最低的 。 繼氫原子之後 ， 氦是可觀宇宙中第二輕且含量第二高的元素 ， 在全宇宙的元素質量中大約佔了24 % ， 超過其它原子總和的12倍 。 它的總含量和太陽或木星內的比例十分相似 。 這是因爲和接下來三個元素比較起來 ， 氦 - 4有非常高的核結合能 （ 每個核子中 ） 。 而它的高結合能也能解釋爲何它是核融合與核衰變的產物 。 氦 - 4是宇宙中氦最主要的同位素 ， 最廣泛的來源形成於大霹靂時期 。 而新的氦形成於恆星內部的核融合反應 。 氦是以希臘神話中泰坦族的太陽神 - 赫利奧斯命名 。 氦的首次發現是由喬治斯 · 雷頁特 、 C. T. 海格上尉 、 諾曼 · R · 波格森和約翰 · 赫歇爾中尉在1868年的日全食觀測到一條未知的黃色光譜 ， 後來被法國的天文學家侏爾斯 · 詹森證實有這條光譜 ， 同時約瑟夫 · 諾曼 · 洛克耶也獨力在英國發現一樣的結果 。 人們認爲發現氦是侏爾斯 · 詹森和約瑟夫 · 諾曼 · 洛克耶的功勞 。 而洛克耶也是第一個提出這條光譜是來自一種新的元素 ， 並命名此元素 。 而正式的發現則是在1895年由瑞典的兩位化學家和從瀝青鈾礦中分離出氦 。 在1903年 ， 在美國發現大存量的天然氦氣井 ， 直到現在依舊爲氦氣的最大供應商 。 而液態氦則用於低溫 （ 單用氦的最大宗 ， 佔了四分之一 ） ， 特別是在超導磁體的冷卻中 ， 主要的商業應用是在MRI掃描儀中 。 在工業上 ， 氦氣有許多用途 。 例如 ： 作爲加壓和吹掃氣體 、 電弧焊接時的保護氣體 、 及參與制造晶體的化學反應過程 （ 如製造矽晶圓時 ， 氦氣佔所產生氣體的一半 ） 。 日常生活中的小用途則是作爲氣球或飛艇上升所需的氣體 。 與密度和空氣密度不同的任何氣體一樣 ， 吸入少量氦氣會暫時改變人聲的音調 。 在科研方面 ， 氦 ( 4He ) 兩個流體相 ( He I & He II ) 的表現性 ， 對於科學家在研究量子力學 及觀察如超導電性 （ 產於近乎絕對零度 ） 的現象是很重要的 。 在地球上 ， 它在大氣中的濃度爲 5.2 ppm ， 較爲稀少 。 今天陸地上大多數存在的爲氦是由重放射性元素 （ 例如釷和鈾的天然放射性衰變 ） 產生的 ， 這種衰變會發射出由氦 - 4核組成的α粒子 。 該放射性氦被天然氣捕獲 ， 其體積濃度可高達7 ％ ， 而後再經過分餾的低溫分離過程 ， 以進行商業提取 。 先前 ， 地球上的氦爲不可再生資源 ， 因爲一旦釋放到大氣中 ， 它很容易逃逸到太空 ， 人們認爲這種情況將會使氦日益短缺 。 然而 ， 近來的研究指出 ， 透過輻射衰變生成於地球深層的氦氣 ， 在某些情況下透過火山運動被釋放 ， 使得大氣中能被收集的氦氣量比預期的更多 。