Adixen - Alcatel Türkiye Temsilciliği
ARB Elektrik Ltd. Şti. 0212 272 62 82 arbvac@gmail.com
VAKUM TEKNİĞİ
HELYUM GAZI ÖZELLİKLERİ
SİTE HARİTASI
İLETİŞİM
HELYUM GAZI ÖZELLİKLERİ

 

Helyum periyodik cetvelin birinci periyot 8A grubunda yer alan bir soygazdır. Hidrojenden sonra en hafif gazdır. Renksiz, kokusuz olmakla beraber soygaz olduğu için tepkimeye girmez ve bu yüzden eylemsizdir.



Keşfedilmesi o kadar da kolay olmayan helyumun keşif öyküsünün arkasında birkaç isim var. 20 Ekim 1868’de Norman Lockyer adındaki bir İngiliz araştırmacı, güneş tayfında bilinen elementlerinkinden daha farklı olan sarı renkte bir çizgi gördü. Bu çizginin bilinmeyen bir elemente ait olduğunu ileri sürdü. Ancak, bilinmeyen bu yeni elemente ilişkin görüşleri kabul edilmedi. Uzun yıllar boyunca da bu görüşlerinden ötürü eleştirildi, hatta alay konusu bile oldu. Daha sonra, 1896 yılında William Ramsey adındaki İskoç kimyacı bir uranyum mineralinin beraberindeki gazları incelerken ışık tayfında aynı sarı çizgiyi gördü. Ölçüm aletleri yeterli olmadığı için, Lockyer ve katot ışınları üzerinde yaptığı çalışmalarıyla ünlü bir fizikçi olan William Crookes’a gaz örnekleri gönderdi. Bir hafta içinde, Lockyer ve Crookes, Ramsey’in gönderdiği gazın, Lockyer’ın daha önce gözlemlediği gazla aynı olduğunu bildirdiler. Lockyer’ın yaklaşık çeyrek yüzyıl önce öne sürdüklerinin doğruluğu da böylece ortaya çıkmış oldu. Helyum adı, güneş anlamına gelen Helios kelimesinden türetildi. Her ne kadar, 1868 de Lockyer Güneş’te helyumun bulunduğunu belirlediyse de, bu buluşu o zaman kesinlik kazanmamış olduğu için, helyumun bulunuşu 1895 olarak kabul edilmektedir.

 

Gelelim Helyumun özelliklerine. Helyum herhangi bir gaz gibi davranmaz! Bilim adamları, bu çok değişik özellikleri olan gazı birçok alanda teknolojiye sokmayı başarmışlardır. Helyum, periyodik sisteme göre, asal gazlar gurubunda yer alır. Asal gazlar renksizdir ve genellikle reaksiyona girmezler. Neon, Argon, Kripton, Xenon ve Radon diğer asal gazlardır. Bu gazlar ışık spektrumunda ‘’neon ışıkları’’ gibi çok tipik renkler sergilerler. Bu ışıkları gözlemenin en uygun yolu, her bir gazı düşük basınçta deşarj tüpüne koymaktır. En bilinen ışık, kırmızımsı-turuncu rengiyle neon gazından çıkar. (Ancak, bu deneyi radonla yapmamak gerektiğini unutmamak lazım, çünkü radon radyoaktif bir gazdır.)

Helyum, dünyadaki bütün maddelerin içinde, kaynama noktası en düşük olandır. 4,2° K (-269 C)'de kaynar. Düşünün ki su +100 °C'de kaynar. Bu yüzden helyum, astronomik detektörler, üstün-iletken mıknatıslar, lazerler, nükleer reaktörler ve süpersonik rüzgâr tünelleri gibi birçok alanda soğutucu olarak kullanılır. Uzay araçlarında hidrojen ve oksijenden oluşan yakıt bileşiminde soğutucu işlevi görür. Ay'a ilk giden Apollo uzay aracında helyum, yakıt olarak kullanılan hidrojenin ve oksijenin sıvı halde tutulabilmesini sağlamıştır. Bundan sonra da, NASA tarafından roket motorlarının yakıtlarında sürekli olarak kullanılmıştır.  

Helyum, yıldızların nükleer etkinliklerinde büyük rol oynayan bir elementtir. Güneş'te hidrojen helyuma dönüşür. Bu'da Güneş'in enerjisini oluşturur. Hidrojen bombasında da bu dönüşümden yararlanılmıştır. Helyumun iki proton ve iki nötrondan meydana gelen atom çekirdeği, uranyum, radyum, toryum gibi radyoaktif elementlerin yaydığı alfa taneciklerini meydana getirir. Helyumun beş tane izotopu vardır. Bu da, helyumun atom ağırlıkları birbirinden farklı olan beş tipinin olduğunu gösterir. Her birinde, iki proton bulunan bu izotopların atom ağırlıklarının farklılığını nötron sayılarının farklılığı belirlemektedir. Ağır olan izotopları radyoaktiftir ve en uzun süreli olanının bile yarı ömrü 0,81 saniyedir. 2,18 °K 'e soğutulduğu zaman üstün-akışkan hale geçer, sürtünmesiz olarak akabilir ve bu haliyle birçok gazın bile geçemeyeceği kadar küçük deliklerden geçer. İçinde bulunduğu kabın kenarlarına tırmanıp, yerçekimine meydan okur. Isı iletimi, oda sıcaklığındaki bakırın ısı iletiminden bin kat daha iyidir. Katı hale geçmeyen tek elementtir. Ancak, özel koşullar altında, mutlak sıfırın 1° üzerinde ve 26 atmosfer basınçta katı hale geçebilir. 1 metre küp havada, 5 santimetre küp oranında helyum bulunur. Asal gazlar grubundaki diğer gazlar gibi helyumun da kimyasal etkinlikleri yoktur, yani bileşik oluşturmaz. Ancak, bazı bilim adamları tarafından laboratuvarda çok özel koşullar yaratılarak iyodin helid ve hidrojen helid gibi birkaç bileşiği elde edilmiştir. Helyum, birçok özelliği bakımından normal kurallara uymamaktadır. Bütün asal gazlar gibi tek atomlu olan helyum, yanıcı olmaması ve çok hafif olması nedeniyle balonlarda hidrojen yerine kullanılmaya başlanmıştır. Böylece hidrojenin yanıcı olmasının getirdiği sakıncalar da ortadan kalkmıştır. Havadan dört kat daha hafif hidrojenden dört kat daha ağır olduğundan dünyadaki ikinci en hafif elementtir. Hafif olması nedeniyle, serbest kalıp atmosfere geçtiğinde hemen uzaya kaçar. Son olarak Avusturyalı ekstrem sporcu Felix Baumgartner 14 Ekim 2012 tarihinde, helyum balonla çıktığı stratosfer tabakasında kendini boşluğa bıraktı ve yere inmeyi başardı. ABD'nin New Mexico eyaletindeki Roswell kenti yakınlarında, 850 bin metreküplük helyum balonunun taşıdığı 1360 kilogram ağırlığındaki kapsülle gökyüzüne çıkan "Korkusuz Felix" lakaplı Baumgartner, yaklaşık 39 kilometre yükseklikten kendini boşluğa bıraktı. 


Helyum, oksitlenmenin istenmediği metal kaynaklarında (ark kaynağı) koruyucu amaçla gaz kalkanı olarak, transistörler ve güneş pillerinin yapımında gereken silikon ve germanyum kristalleriyle titanyum ve zirkonyum üretiminde kullanılır. Çok düşük sıcaklıkları ölçebilen termometrelerde, floresans lambalarında, uçan balonlarda ve motorlu balonlarda ve kaçak-sızdırmazlık kontrolü için dedektörlerde kullanılmaktadır. Ayrıca, dalgıçlar ve basınç altında çalışmak zorunda olan diğer mesleklerden kişilere oksijenle karışık olarak verildiğinde solunabilir bir hava sağlamaktadır. Helyum, kanda çözünmediği için, azotun basınç değişikliği karşısında kanda geçirdiği değişikliklerin yaratacağı sakıncaları yaratmamaktadır.

Peki, bu kadar kullanım alanı olan helyum nerede bulunuyor? Dünyada yeterince var mı? Tükenme tehlikesi taşıyor mu? Atmosferde iz halinde bulunan helyum temel olarak, yerkürenin derinliklerinde radyoaktif bozulmalar sonucunda açığa çıkar. Bunun bir kısmı petrol kuyularındaki doğal gaz kaynaklarına sızar. Bunların önemli bir kısmı da atmosfere kaçmaktadır. Uranyumlu kayalarda bulunan ve hafifliği nedeniyle, dünyadan kaçmaya eğilimi bu kadar yüksek olan bu elementin tükeneceğinden bilim adamları her zaman çekindiler. Harta 1958’de, varolan helyum kaynaklarının 1980'de bitirilmiş olacağını öne sürdüler. Bu yüzden, o yıllarda Amerika'da depolanmasına bile başlandı. Çok şükür ki, helyum bitmediği gibi yeni kaynaklar da bulundu. Helyumun bitmediğine gerçekten şükretmek gerekir. Yaşamın içine bu kadar girmiş bir elementin dünyada tükenmesi gerçekten de pek hoş olmaz. Son 10 yılda helyum tüketimi yılda % 5-10 oranında artmaktadır. Bu artışın bir nedeni de helyumun son yıllarda sağlık alanında kullanılan manyetik rezonans görüntülemesi (MR1) ile vücut tarama aletlerindeki üstün iletken mıknatısları soğutmak için kullanılmasıdır. Bugün helyum tüketimi 100 milyon metreküp civarındadır ve yılda % 4-5 oranında artması beklenmektedir.


                                                                                                                                                                  Kaynak: Bilim Teknik Dergisi



 
ANA SAYFAÜRÜNLERGENEL BİLGİTEMSİLCİLİKLERREFERANSLARIMIZİLETİŞİM