Қазақстан тарихы[היום-מחר
18 тамыз 1868 ж. француз ғалымы Пьер Жансен мас кезінде толық тұтылуына үнді қаласында Гунтур алғаш рет зерттеген хромосферу Күн. Жансену алдық орнату спектроскоп болатындай спектрін тәж Күн көруге болатын еді кезінде ғана емес, затмении емес, жай күндері. Келесі күні спектроскопия күн протуберанцев қатар сызықтармен сутегі — көк, жасыл-көгілдір және қызыл анықтады өте жарқын сары желісін, бастапқыда қабылданған Жансеном және басқа да наблюдавшими оның астрономами сызығынан D натрий. Жансен дереу жазды бұл туралы Француз ғылым академиясы. Кейіннен анықталғандай, ашық-сары сызық күн спектрінде сәйкес келмесе сызықпен натрий және тиесілі емес бірде-бірі бұрын белгілі химиялық элементтер[4][5].

Екі айдан кейін, 20 қазан, ағылшын астрономы Норман Локьер, білмей зерттемелері туралы француз әріптестері, сондай-ақ зерттеулер жүргізді күн спектрін. Байқаған неизвестную сары сызық толқын ұзындығы 588 нм (нақты — 587,56 нм), ол белгіледі, оның D3, өйткені ол өте жақын орналасқан, – фраунгоферовым желілері D1 (589,59 нм) және D2 (588,99 нм) натрий. Екі жылдан соң Локьер бірге ағылшын химик Эдуардом Франклендом, ынтымақтаса отырып жұмыс істеді ұсынды беруге жаңа элемент атауы “гелий” (от др.-греч. ἥλιος — “күн”)[5].

Бір қызығы, хат Жансен мен Локьера келді Француз ғылым Академиясына бір күні — 24 қазан 1868 жылы, алайда, хат Локьера жазылған атындағы төрт күн бұрын, келді бірнеше сағат бұрын. Келесі күні екеуі де хат Академия отырысында оқылды. Бұл зерттеу әдісін протуберанцев Француз академиясы шешті отчеканить медаль. Бір жағында медаль болды выбиты портреттер Жансен мен Локьера үстінен скрещенными лавр бұтақтарымен, ал екіншісі — бейнесі мифологического құдайдың жарық Аполлона, правящего ” колеснице четверкой жылқы, скачущей во весь опор[5].

1881 жылы итальяндық Луиджи Пальмьери жариялады ашылғаны туралы хабар атындағы гелий вулканических газдардағы фумарол. Ол зерттеген ақшыл-сары маслянистое вещество, оседавшее келген газ ағынының жиектеріне кратера Везувия. Пальмьери прокаливал бұл вулканический өнім жалынның бунзеновской оттықтары және бақылады спектрін выделявшихся бұл газдар. Ғалымдар шеңбер күтіп алып, бұл хабарды сенімсіздікпен байланысты, өйткені өз тәжірибесі Пальмьери сипаттады түсініксіз. Араға көп жылдар бойы құрамында фумарольных газдар шын мәнінде табылған аз мөлшерде гелий және аргонның[5].

Арқылы ғана 27 жыл өткеннен кейін өзінің бастапқы ашу гелий табылып, Жер — 1895 жылы шотланд химигі Уильям Рамзай зерттей үлгісі газ алынған ыдырауы кезінде минералдың клевеита, тауып оның спектрінде сол ашық-сары сызық, найденную бұрын күн спектрінде. Үлгісі жіберілді үшін қосымша зерттеу белгілі ағылшын ғалым-спектроскописту Уильяму Круксу, ол растады, бұл бақыланған спектрінде үлгідегі сары сызық сәйкес келеді сызықпен D3 гелий. 23 сәуір 1895 жылғы Рамзай жіберді ашылғаны туралы хабар атындағы гелий Бетіндегі Лондондық хан қоғамы, сондай-ақ Француз академиясына арқылы белгілі химик Марселена Бертло[5].

Швед химиктер Т. Клеве және Н. Ленгле алды бөлсін клевеита жеткілікті газ орнату үшін атом салмағы жаңа элемент[дереккөзі көрсетілмеген 2964 күн].

1896 жылы Генрих Кайзер, Зигберт Фридлендер, ал тағы екі жылдан кейін Эдвард Бэли түпкілікті дәлелдеді қатысуы гелий атмосферасында[5][6][7].

Тағы Рамзая гелий бөлді, сондай-ақ, американдық химик Фрэнсис Хиллебранд, бірақ ол қате деп ойлаймын, не алды, азот[7], және хатта Рамзаю мойындады, оған басымдық ашу.

Зерттей келе әр түрлі заттар мен минералдар, Рамзай тауып, бұл гелий олардың сопутствует уран және торию. Бірақ тек әлдеқайда кейінірек, 1906 жылы, Резерфорд және Ройдс анықтағандай, альфа-бөлшектер, радиоактивтік элементтер білдіреді ядро гелий. Бұл зерттеулер жатқызды басталуы қазіргі заманғы теориясы құрылыстар атомы[8].
Кестесі қарай жылусыйымдылық сұйық гелий температурасына.
Тек 1908 жылы нидерландскому физика Хейке Камерлинг-Оннесу алуға қол жеткізді сұйық гелий. Ол пайдаланды дросселирование (қараңыз шекаралық шарттар), кейін газ алдын-ала охлажден ” кипевшем вакууммен сұйық водороде. Талпыныстары алуға қатты гелий тағы үлгілеріңізбен безуспешными тіпті температурада 0,71 K, оған қол жеткізді оқушысы Камерлинг-Оннеса — неміс физик Виллем Хендрик Кеезом. Тек 1926 жылы, қолданып, жоғары қысым 35 атм және охладив қысылған гелий ” қайнау сиретіп сұйық гелии, өзіне қол бөлсін кристалдар[9].

1932 жылы Кеезом зерттеген өзгеру сипаты жылусыйымдылық сұйық гелий температурасы. Ол тауып, бұл шамамен 2,19 K баяу және бірқалыпты көтеру жылусыйымдылық жұмыстан кетсе күрт төмендеуіне, және қисық жылусыйымдылық иеленеді нысанын грек әріптер λ (лямбда). Осыдан температура кезінде жүреді секіру жылусыйымдылық, берілген шартты атауы “λ-нүкте”[9]. Нақты температура мәні осы нүктесінде орнатылған кейінірек — 2,172 K. Λ-нүктесінде болып жатқан терең және скачкообразные өзгерістер іргелі қасиеттерін сұйық гелий — бір фаза сұйық гелий жұмыстан кетсе, осы нүктесінде басқа, әрі бөлусіз жасырын жылу; орын фазалық ауысу II түрі. Жоғары температура λ-нүктелері бар деп аталатын гелий-I, ал төменде — гелий-II[9].

1938 жылы совет физигі Петр Леонидович Капица ашқан құбылыс сверхтекучести сұйық гелий-II, ол жасалады күрт төмендету коэффициентін тұтқырлығы, соның салдарынан гелий ағады іс жүзінде үйкеліс[9][10]. Мұнда ол былай деп жазды өзінің бір баяндама про ашу үшін, бұл құбылыстың[11]:

… мұндай саны жылу, ол іс жүзінде переносилось жатыр шегінен тыс жерлерде жеке мүмкіндіктерін, денесі ешқандай жеке заңдар мүмкін емес тасымалдауға артық жылу, ол жылу энергиясы, помноженная арналған дыбыс жылдамдығы. Кәдімгі тетігін жылу өткізгіштік жылу емес еді ауыстырылуы осындай ауқымда, бұл байқалды. Керек еді искать басқа түсініктеме.
Және оның орнына түсіндіру үшін ауыстыру жылу жылу, яғни энергия беруге бір атомның басқа болады, оны түсіндіру артық соншалықты болмашы нәрсе бұл — конвекцией, көшіруге жылудың ең материя. Болмайды ма іс, сондықтан қыздырылған гелий жылжиды, ал суық түсіріледі төмен арқасында жылдамдығының әртүрлілігіне туындайды конвекционные токтар, және, осылайша, орын ауыстыру, жылу. Бірақ бұл үшін керек болды деп болжауға гелий кезінде өзінің қозғалысы ағады жоқ кез келген кедергі. Бізде жағдайда электр двигалось без всякого кедергі жолсерігіне. Мен шештім, гелий сияқты қозғалады жоқ кез келген қарсылық, ол болып табылады сверхтеплопроводным зат, ал сверхтекучим.
… Егер тұтқырлығы судың тең 10 × 10-2 П болса, миллиард есе суспензиялық ұнтақ сұйықтық қарағанда, су …

Происхождение названия[היום-מחר
Грек тіл. ἥλιος — “Күн” (қараңыз Гелиос). Любопытен фактісі атауындағы элемент пайдаланылды тән металдар”, аяқталуы-ші” (лат. “-um” — “Helium”) Локьер тапсырмалары, ашық оларға элементі болып табылады металмен. Ұқсас басқа да благородными газдармен қисынды болар еді оған аты “гелион” (“Helion”)[5]. Қазіргі ғылымдағы атауы “гелион” бекіген үшін өзегі жеңіл изотопының гелий — гелий-3.

Таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Ғаламдағы[היום-מחר
Гелий екінші орында таралуы бойынша Әлемнің кейін сутегі шамамен 23% массасы бойынша[12]. Алайда, Жер бетінде гелий сирек. Барлық гелий Ғаламның пайда болған алғашқы бірнеше минуттан кейін Үлкен Жарылыс[13][14], кезінде бастапқы нуклеосинтеза. Қазіргі заманғы Әлемнің барлық дерлік жаңа гелий құрылады нәтижесінде термоядролық синтез бірі-сутегі жер қойнауы жұлдыздар (қараңыз протон-протонный цикл, углеродно-азот цикл). Жер бетінде ол құрылады нәтижесінде альфа-ыдырау ауыр элементтер (альфа-бөлшектер, излучаемые кезінде альфа-ыдыраған, бұл ядро гелий-4)[15]. Бөлігі гелий туындаған кезде альфа-ыдырауына және просачивающегося арқылы жыныстары жер қыртысының, захватывается табиғи газ, гелий концентрациясы онда жетуі мүмкін 7 % және одан жоғары.

Земная кора[היום-מחר
Шеңберінде он сегізінші топ гелий жер қыртысындағы екінші орын алады (аргон)[16].

Мазмұны гелий атмосферасында (нәтижесінде қалыптасады ыдырауы торий, уран және олардың еншілес радионуклидтер) — 5,27·10-4 % көлемі бойынша, 7,24·10-5 % массасы бойынша[3][7][15]. Қорлар гелий атмосферасында, литосфере және гидросфере бағаланады 5 × 1014 м3[3]. Гелионосные табиғи газдар құрамында, әдетте, 2% – ға дейін гелий көлемі бойынша. Тек сирек кездеседі жиналатын газдар, гелиеносность жететін 8-16 %[15].

Орташа мазмұны гелий жердегі аз заттағы — 0,003 мг/кг немесе 0,003 г/т[15]. Ең көп концентрациясы гелий байқалады минералдар құрамында уран, торий және самарий[17]: клевеите, фергюсоните, самарските, гадолините, монаците (монацитовые құмдар, Үндістан және Бразилия), торианите. Мазмұны гелий осы минералдар құрайды 0,8—3,5 л/кг, ал торианите ол жетеді 10,5 л/кг[7][15]. Бұл гелий болып табылады радиогенным және құрамында ғана изотоп 4He, ол құралады альфа-бөлшектер, излучаемых кезінде альфа-ыдыраған уран, торий және олардың еншілес радионуклидтердің, сондай-ақ басқа да табиғи альфа-белсенді элементтердің (самарий, гадолиний және т. б.).

2016 жылы норвегиялық және британдық ғалымдар шоғырының гелий ауданында көлдер Виктория Тағайындалды. Бойынша үлгілік сарапшылардың бағалауы қорының көлемі — 1,5 млрд. текше метр[18].

Анықтау[היום-מחר
Сапалы гелий арқылы анықтайды талдау спектрлерін испускания (сипаттамалық желісі 587,56 нм және 388,86 нм), сандық — масс-спектрометриялық және хроматографическими талдау әдістерімен, сондай-ақ әдістермен негізделген өлшеу физикалық қасиеттерін (тығыздығы, жылу өткізгіштік және т. б.) [3].