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氦气(Helium)是一种无色、无味、无臭的惰性气体,化学符号为He。它是元素周期表中的第二号元素,原子序数为2,是轻的稀有气体。氦在自然界中以单原子形式存在,其化学性质极其稳定,不易与其他元素发生反应。
来源与发现:
氦在宇宙中的丰度非常高,仅次于氢,是宇宙大爆炸核合成的主要产物之一。
地球上的氦主要通过放射性衰变产生,存在于某些天然气田中,特别是在含有铀和钍矿物的矿脉附近,通过自然放射性衰变过程中释放出来。
人类观测到氦是在1868年太阳光谱中的一条未知谱线,由天文学家Pierre Jules César Janssen和Joseph Norman Lockyer共同发现;而实际在地球上发现氦则是在1895年,由英国化学家William Ramsay爵士完成。
应用:
低温科学:液氦由于具有极低的沸点(-268.9°C),被广泛用于超导磁体和低温物理实验中,作为冷却剂维持极低温度环境。
航空航天:氦被用作火箭燃料的压送剂和增压剂,以及航天器和飞机的气囊充填气体,因其不可燃且密度低的特点,提高了安全性。
保护气体:在焊接和金属冶炼过程中,氦可用作保护气体,防止氧气和其他有害气体对作业区域的影响。
潜水混合气体:虽然不常用,但在深海潜水时,氦可以替代氮气成为呼吸气体的一部分,以减少氮麻醉的风险。
声学及娱乐用途:吸入氦气会使人的声音听起来尖锐,这是因为氦气的声速比空气快得多,导致声音频率改变,常被用于派对小丑吹制造搞笑效果。
提取与生产: 工业上,氦气通常从富含氦的天然气中分离和精制得到,这个过程包括压缩、冷却、分馏和液化等多个步骤。由于大气中的氦含量非常(约为百万分之5.2),直接从空气中提取氦并不经济可行。
这些检测由的气体分析实验室进行,使用的颗粒测量设备,并遵循相关的国际、国家或行业标准。
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