天文學(xué)家也繼續(xù)研究著太陽元素,。太陽上的氫“燃燒”變成了氦,,以后的命運又如何呢,?他們發(fā)現(xiàn)宇宙間有一些比太陽更熾熱的恒星,,中心溫度達到幾億度,。在這些恒星的**,,氫原子核已經(jīng)都變成了氦原子核,,氦原子核又相互碰撞,,正在生成著碳原子核和氧原子核,,同時放出大量的能。這類恒星橡心臟一樣,,一會兒膨脹,,一會兒收縮,很有規(guī)律,。為什么會這樣,?這也是因為氦在起作用。天文學(xué)家還研究了銀河系內(nèi)氫的含量和氦的含量的比值,。根據(jù)這個比值,,有人估算了銀河系的年齡有一二百億年。氦的歷史并沒有完,,人類認識氦的歷史也沒有完,,而我們這本講氦的故事的小冊子,卻不得不結(jié)束了,。要問在發(fā)現(xiàn)氦和研究氦的歷史上誰的功勞比較大呢,?是天文學(xué)家詹森和羅克耶嗎?是化學(xué)家拉姆賽和物理學(xué)家克魯克斯嗎,?是發(fā)明分光鏡的本生與基爾霍夫嗎,?當(dāng)然還要考慮把空氣、氫氣以及氦氣液化的漢普松,、卡美林·奧涅斯等人的功勞,。很難說。在人類認識氦的歷史上,,他們都有著自己的貢獻,。氦**是一種元素,但是發(fā)現(xiàn)它和認識它,是許多門科學(xué)——物理學(xué),、天文學(xué),、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)等的共同勝利,,決不是某一個人的力量能夠完成的,。粗氦制取及氦的精制等工序,制得99.99%的純氦氣,。山東工業(yè)氦氣
這是低溫下的超導(dǎo)現(xiàn)象,。有些金屬在液態(tài)氦的溫度下,原子核的運動幾乎停止,,對電子的阻礙變得極小,,因此電阻會消失,成為超導(dǎo)體,;由于磁力線不可能穿過超導(dǎo)體[8],,于是在超導(dǎo)體與磁體中間形成了較大的磁場,磁場的斥力托住了鉛球和磁鐵,,使它們浮在半空中,。這就是邁斯納效應(yīng)(MeissnerEffect),這一效應(yīng)可以被利用來制造磁懸浮列車,。氦化學(xué)性質(zhì)編輯元素周期性質(zhì)氦是所有元素中**不活潑的元素,,極難形成化合物,這是因為氦的原子核到電子層距離很小,,并且達到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu),。它的性質(zhì)便決定了用途,氦的應(yīng)用主要是作為保護氣體,、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和**溫冷凍劑等等,。2017年2月6日,中國南開大學(xué)的王慧田,、周向鋒團隊及其合作者在《NatureChemistry》上發(fā)表了有關(guān)在高壓條件下合成氦鈉化合物——Na2He的論文[2-3],,結(jié)束了氦元素?zé)o化合物的歷史,標(biāo)志著我國在稀有氣體化學(xué)領(lǐng)域走到了**前沿,。氦氟化物制取猜想Pimental等根據(jù)HeF?的電子排布同穩(wěn)定的HF??相似,,提出了利用核轉(zhuǎn)變制備HeF?的三種方法。1.氚的β衰變法氚經(jīng)過β衰變后應(yīng)變成氦,。這樣,,氚的化合物經(jīng)β衰變后,就有可能成為氦化合物,。為了便于進行反應(yīng),,首先通過氘和氫的同位素交還,。臨朐工業(yè)氦氣生產(chǎn)商在室溫和大氣壓力下,氦是無色,、無味的氣體,。
法國天文學(xué)家讓桑赴印度觀察日全食,利用分光鏡觀察日珥,,從黑色威廉·拉姆塞月盤背面突出的紅色火焰,,看見有彩色的彩條,是太陽噴射出來的熾熱的光譜,。他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線,,接近鈉光譜總的D1和D2線。日蝕后,,他同樣在太陽光譜中觀察到這條黃線,,稱為D3線。1868年10月20日,,英國天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的一條黃線。[4]經(jīng)過進一步研究,,認識到是一條不屬于任何已知元素的新線,,是因一種新的元素產(chǎn)生的,把這個新元素命名為helium,,來自希臘文helios(太陽),,元素符號定為He。這是個在地球以外,,在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素,。為了紀念這件事,當(dāng)時鑄造一塊金質(zhì)紀念牌,,一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳說中的太陽神阿波羅(Apollo)像,,另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像,下面寫著:1868年8月18日太陽突出物分析,。在詹遜從太陽光譜中發(fā)現(xiàn)氦時,,英人,因此定名為“氦”(法文為hélium,,英文為helium),,源自希臘語?λιο?,意為“太陽”,。[4]過了20多年后,,拉姆賽在研究釔鈾礦時發(fā)現(xiàn)了一種神秘的氣體。由于他研究了這種氣體的光譜,,發(fā)現(xiàn)可能是詹森和洛克耶發(fā)現(xiàn)的那條黃線D3線,。但由于他沒有儀器測定譜線在光譜中的位置,。
它們均是由超重氫(氚)的β衰變所產(chǎn)生。氦-2:它的原子核只有2個質(zhì)子,,只是假想粒子,,但如果強核力增強2%,它就有可能存在,。氦-5,,是氦的同位素之一,元素符號為He,。它的原子核由二顆質(zhì)子和三顆中子所組成,。并帶有放射性,會放出中子,,其半衰期為MeV,。氦-6:原子核包含2個質(zhì)子和4個中子,非常不穩(wěn)定,。氦-7:原子核包含2個質(zhì)子和5個中子,,會衰變成氦-6,非常不穩(wěn)定,。氦-8:原子核包含2個質(zhì)子和6個中子,,非常不穩(wěn)定。氦-9:原子核包含2個質(zhì)子和7個中子,,非常不穩(wěn)定,。氦-10:原子核包含2個質(zhì)子和8個中子,非常不穩(wěn)定,。符號Z(p)N(n)同位素質(zhì)量(u)半衰期原子核自旋相對豐度相對豐度的變化量2He20#非常不穩(wěn)定(假想粒子)#0+#(推測)0未知3He213.(26)穩(wěn)定1/2+(3)×4He22,,603,254,,15(6)穩(wěn)定0+(3)5He23(5)700(30)E-24s[(2)MeV]3/2-6He24(8)(15)ms0+7He25(18)(5)E-21s[159(28)keV](3/2)-8He26(7)(15)ms0+9He27(3)7(4)E-21s[100(60)keV]1/2(-#)10He28(8)(18)E-21s[(11)MeV]0+備注:畫上#號的數(shù)據(jù)**沒有經(jīng)過實驗的證明,,只是理論推測而已,而用括號括起來的**數(shù)據(jù)不確定性,。氦制取方法編輯天然氣分離法:工業(yè)上,,主要以含有氦的天然氣為原料,反復(fù)進行液化分餾,。氦是單原子氣體,,化學(xué)性質(zhì)不活潑。
自然界中存在的氦基本上全是氦4,。普通液氦是一種很易流動的無色液體,,其表面張力極小,折射率和氣體差不多,,因而不易看到它,。液態(tài)4He包括性質(zhì)不同的兩個相,,分別稱為HeⅠ和HeⅡ,在兩個相之間的轉(zhuǎn)變溫度處,,液氦的密度,、電容率和比熱容均呈現(xiàn)反常的增大。兩個液相HeⅠ和HeⅡ間的轉(zhuǎn)變溫度稱為λ點,,飽和蒸氣壓下的λ點為,,壓強增加時,λ點移向較低的溫度,,兩個液相的相變曲線為一直線,,稱為λ線。液氦超流體液氦具有一系列引人注目的特點,,主要表現(xiàn)在以下幾方面,。超流動性普通液體的粘滯度隨溫度的下降而增高,與此不同,,HeⅠ的粘滯度在溫度下降到,,幾乎與溫度無關(guān),其數(shù)值約為3×10-6帕秒,,比普通液體的粘滯度小得多,。在,HeⅠ的粘滯度隨溫度的降低而迅速下降,。HeⅡ的粘滯度在λ點以下的溫度時立刻降至非常小的值(<10-12帕秒),這種幾乎沒有粘滯性的特性稱為超流動性,。用粗細不同的毛細管做實驗時,,發(fā)現(xiàn)流管愈細,超流動性就愈明顯,,在直徑小于10-5厘米的流管中,,流速與壓強差和流管長度幾乎無關(guān),而*取決于溫度,,流動時不損耗動能,。氦膜任何與HeⅡ接觸的器壁上覆蓋一層液膜,液膜中只包含無粘滯性的超流體成分,,稱為氦膜,。空分法:一般采用分凝法從空氣裝置中提取粗氦,、氖混合氣,,由粗氦、氖混合氣制純氦,、氖混合氣經(jīng)分離及純化,。臨朐工業(yè)氦氣生產(chǎn)商
其他方面:氦氣可用作高真空裝置,、原子核反應(yīng)堆 [5] 在火箭。山東工業(yè)氦氣
有**表示,,液氦制冷的優(yōu)勢現(xiàn)在比較明顯:制冷效果穩(wěn)定,,對于成像要求條件苛刻的醫(yī)用設(shè)備,這點很重要,。制冷機的穩(wěn)定性不如液氦,,容易受到擾動影響,這對精確成像是不利的,。但他也表示,,隨著技術(shù)的進一步發(fā)展、成熟,,制冷機代替液氦制冷也并非不可能,。發(fā)展高溫超導(dǎo)材料也是另一個可能的途徑。2009年10月18日在合肥舉行的國際磁體技術(shù)會議上,,高溫超導(dǎo)成為與會**的熱議話題,。尋找質(zhì)量的高溫超導(dǎo)材料,讓超導(dǎo)磁體能夠在液氮甚至更高的溫度下穩(wěn)定工作,,是核磁共振成像儀擺脫液氦的又一希望所在,。液氦氦液化器編輯氦液化器,只能液化氣態(tài)氦,,不能憑空制造出氦,。2010年中國采用五臺G-M制冷機做冷源,成功研制出世界首臺70升/天的G-M制冷機做冷源的小型氦液化器,,其氦液化率達到73升/天(),、87升/天()。經(jīng)過對裝置的真空絕熱,、輸液管結(jié)構(gòu)和運行參數(shù)的進一步優(yōu)化,,該裝置近日運行測試,成功獲得了95升/天(),、105升/天()的氦液化率,,這一指標(biāo)達到了采用小型低溫制冷機做冷源的同類小型氦液化裝置的世界比較好水平。該小型氦液化裝置可完成氦氣室溫回收和液化,,在確保磁體電流引線不受影響的同時,,實現(xiàn)液氦的零加注。山東工業(yè)氦氣