• logo

ヘリウム

ヘリウム（からギリシャ語：ἥλιος、ローマ字：  HELIOS、点灯 「太陽」）である化学元素を有するシンボル 私と原子番号2これは、無色、無臭、無味、非毒性であり、不活性、単原子 ガス、第一周期表の貴ガスグループで。[a]その沸点はすべての元素の中で最も低いです。ヘリウムは、観測量の中で2番目に軽く、2番目に豊富な元素です。宇宙（水素は最も軽く、最も豊富です）。これは、全元素質量の約24％に存在します。これは、すべての重い元素を合わせた質量の12倍以上です。その豊富さは、太陽と木星の両方でこれに似ています。これは、ヘリウムに続く次の3つの元素に関して、ヘリウム4の非常に高い核結合エネルギー（核子あたり）によるものです。このヘリウム4結合エネルギーは、核融合と放射性崩壊の両方の産物である理由も説明しています。宇宙のほとんどのヘリウムはヘリウム4であり、その大部分はビッグバンの間に形成されました。星の水素の核融合によって、大量の新しいヘリウムが作られています。

ヘリウム、  2彼
ヘリウム放電管.jpg
ヘリウム
発音/ H I L I ə M / ​（ HEE -Lee-əm）
外観無色のガスで、電界にさらされると灰色の曇った輝き（または特に高電圧が使用されている場合は赤みがかったオレンジ色）を示します
標準の原子量のAのR、STD（HE） 4.002 602（2）[1]
周期表のヘリウム
水素 ヘリウム
リチウム ベリリウム ボロン 炭素 窒素 酸素 フッ素 ネオン
ナトリウム マグネシウム アルミニウム ケイ素 リン 硫黄 塩素 アルゴン
カリウム カルシウム スカンジウム チタン バナジウム クロム マンガン 鉄 コバルト ニッケル 銅 亜鉛 ガリウム ゲルマニウム 砒素 セレン 臭素 クリプトン
ルビジウム ストロンチウム イットリウム ジルコニウム ニオブ モリブデン テクネチウム ルテニウム ロジウム パラジウム 銀 カドミウム インジウム 錫 アンチモン テルル ヨウ素 キセノン
セシウム バリウム ランタン セリウム プラセオジム ネオジム プロメチウム サマリウム ユーロピウム ガドリニウム テルビウム ジスプロシウム ホルミウム エルビウム ツリウム イッテルビウム ルテチウム ハフニウム タンタル タングステン レニウム オスミウム イリジウム 白金 ゴールド 水銀（元素） タリウム 鉛 ビスマス ポロニウム アスタチン ラドン
フランシウム ラジウム アクチニウム トリウム プロトアクチニウム。 ウラン ネプツニウム プルトニウム アメリシウム キュリウム バークリウム カリホルニウム アインスタイニウム フェルミウム メンデレビウム ノーベリウム ローレンシウム ラザホージウム ドブニウム シーボーギウム ボーリウム ハッシウム マイトネリウム ダームスタチウム レントゲニウム コペルニシウム ニホニウム フレロビウム モスコビウム リバモリウム テネシン オガネソン
–
↑
彼
↓
ネ
水素←ヘリウム→リチウム
原子番号 （Z）2
グループグループ18（希ガス）
限目期間1
ブロック  sブロック
電子配置1秒2
シェルあたりの電子数2
物理的特性
フェーズでの STPガス
融点0.95  K（−272.20°C、−457.96°F）（2.5 MPaで）
沸点4.222 K（−268.928°C、−452.070°F）
密度 （STP時）0.1786 g / L
液体の場合（  mpで）0.145 g / cm 3
液体の場合（  bp）0.125 g / cm 3
三重点2.177 K、5.043 kPa
臨界点5.1953 K、0.22746 MPa
融合熱0.0138  kJ / mol
蒸発熱0.0829 kJ / mol
モル熱容量20.78 J /（mol・K）[2]
蒸気圧（ ITS-90で定義）
P （Pa） 1 10 100 1 k 10 k 100 k
で T （K）     1.23 1.67 2.48 4.21
原子特性
酸化状態0
電気陰性度ポーリングスケール：データなし
イオン化エネルギー
  • 1位：2372.3 kJ / mol
  • 2番目：5250.5 kJ / mol
共有結合半径午後28 時
ファンデルワールス半径午後140時
スペクトル範囲のカラーライン
ヘリウムのスペクトル線
その他のプロパティ
自然発生原始
結晶構造 ​六角形の最密充填（hcp）
ヘリウムの六角形の最密結晶構造
音速972 m / s
熱伝導率0.1513 W /（m・K）
磁気秩序反磁性[3]
モル磁化率-1.88 × 10 -6  cmの3 /モル（298 K）[4]
CAS番号7440-59-7
歴史
ネーミングギリシャの太陽の神、ヘリオスの後
発見ピエール・ジャンサン、ノーマン・ロッキャー（1868）
最初の分離ウィリアム・ラムゼー、ペール・テオドール・クリーブ、アブラハム・ラングレ（1895）
ヘリウムの主な同位体
アイソトープ 豊富 半減期（t 1/2） 崩壊モード 製品
3彼 0.0002％ 安定している
4彼 99.9998％ 安定している
カテゴリー カテゴリ：ヘリウム
  • 見る
  • トーク
  • 編集
| 参照

ヘリウムは、まず、未知としてイエロー検出されたスペクトル線の間、日光に署名を1868で日食によってジョルジュ・ライエ、[11]キャプテンCTヘイグ、[12] ノーマン・R. Pogson、[13] 、および大尉ジョン・ハーシェル14 [ ]その後、フランスの天文学者、ジュール・ヤンセンによって確認されました。[15]ヤンセンは、ノーマン・ロッキャーとともに、要素を検出したことで共同でクレジットされることがよくあります。Janssenは、1868年の日食中にヘリウムのスペクトル線を記録しましたが、Lockyerは英国からそれを観測しました。Lockyerは、この線が彼の名前を付けた新しい要素によるものであると最初に提案しました。正式な要素の発見は2人ので1895年に作られたスウェーデンの化学者、ペール・テオドール・クレーベとニルス・アブラハム・ラングレットヘリウムから発した、ウラン 鉱石、cleveite今、別の鉱物種としてではなく閃ウラン鉱の様々なと見なされていません、 。[16] [17] 1903年、米国の一部の天然ガス田で大量のヘリウムが発見されました。これは、今日のガスの最大の供給者です。

液体ヘリウムは極低温（最大の単回使用で、生産量の約4分の1を吸収）、特に超電導磁石の冷却に使用され、主な商用アプリケーションはMRIスキャナーです。ヘリウムの他の産業用途（加圧およびパージガスとして、アーク溶接の保護雰囲気として、および結晶を成長させてシリコンウェーハを製造するなどのプロセス）は、生成されるガスの半分を占めます。よく知られているがマイナーな用途は、気球や飛行船の揚力ガスとしてです。[18]密度が空気の密度と異なる他のガスと同様に、少量のヘリウムを吸入すると、人間の声の音色と質が一時的に変化します。科学研究では、ヘリウム4の2つの液相（ヘリウムIとヘリウムII）の挙動は、量子力学（特に超流動の特性）を研究する研究者や、生成される超伝導などの現象を調べる研究者にとって重要です。で問題の近くに絶対零度。

地球上で、それが比較的稀5.2 PPMにおける体積雰囲気。今日存在するほとんどの陸生ヘリウムは、重い放射性元素（他の例もありますが、トリウムとウラン）の自然放射性崩壊によって生成されます。このような崩壊によって放出されるアルファ粒子はヘリウム4核で構成されているためです。この放射性ヘリウムは、7体積％もの濃度の天然ガスでトラップされ、そこから分別蒸留と呼ばれる低温分離プロセスによって商業的に抽出されます。以前は、地球のヘリウム（大気中に放出されるとすぐに宇宙に逃げるために再生不可能な資源）は、ますます不足していると考えられていました。[19] [20]しかしながら、最近の研究は、放射性崩壊によって地球の深部で生成されたヘリウムが、火山活動によって放出された場合、予想よりも多くの量の天然ガス埋蔵量に集まる可能性があることを示唆している[21]。[22]

歴史

科学的発見

ヘリウムの最初の証拠は、1868年8月18日に、太陽の彩層のスペクトルで587.49ナノメートルの波長を持つ明るい黄色の線として観察されました。ラインはフランスの天文学者によって検出されたジュール・ヤンセン中に皆既日食ではグントゥール、インド。[23] [24]この線は当初ナトリウムであると想定されていました。同年10月20日、イギリスの天文学者、ノーマン・ロッキャーは、彼がDという名前の太陽スペクトルに黄色の線を観察3を、それが知られているDの近くにあったので、1とD 2フラウンホーファーラインナトリウムのライン。[25] [26]彼は、それは地球上で未知の太陽の元素によって引き起こされたと結論付けました。ロッキャーと英語の化学者エドワード・フランクランドは日、ἥλιος（ギリシャ語を持つ要素の名前HELIOS）。[27] [28]

Picture of visible spectrum with superimposed sharp yellow and blue and violet lines
ヘリウムのスペクトル線

1881年、イタリアの物理学者ルイジ・パルミエリはそのDを通じて初めて地球上のヘリウムを検出した3彼はされていた材料分析した場合に、スペクトル線昇華の最近の噴火の際にヴェスヴィオ山を。[29]

陸生ヘリウムの発見者、 ウィリアム・ラムゼー卿
ラムゼイが最初にヘリウムを精製したクレーベ石サンプル [30]

1895年3月26日に、スコットランドの化学者ウィリアムラムゼイは、鉱物処理することにより、地球上にヘリウムを単離しcleveite（種々の閃ウラン鉱少なくとも10％希土類元素鉱物を有する）酸。ラムゼイが探していたアルゴンを分離した後、しかし窒素と酸素をによって遊離ガスから硫酸、彼はD一致したことを明るい黄色の線に気づいた3日のスペクトルで観察されたラインを [26] [31] [32] [33]これらのサンプルはロッキャーおよび英国の物理学者によってヘリウムと同定されたウィリアム・クルックス。[34] [35]これは、独立して化学者によって、同じ年に、cleveiteから単離されたペール・テオドール・クレーベとアブラハム・ラングレットにおいて、ウプサラ、その判断を正確にガスを十分に収集し、スウェーデン、原子量。[24] [36] [37]ヘリウムは、ラムゼイが発見される前に、アメリカの地球化学者ウィリアム・フランシス・ヒルブランドによって、鉱物閃ウラン鉱のサンプルをテストしているときに異常なスペクトル線に気づいたときにも分離されました。しかし、ヒルブランドはその線を窒素に帰した。[38]ラムゼイへの彼の祝辞は、科学における発見とほぼ発見の興味深い事例を提供している。[39]

1907年、アーネスト・ラザフォードとトーマス・ロイズは、アルファ粒子がヘリウム核であることを実証しました。これは、粒子を真空管の薄いガラス壁に浸透させ、管内に放電を発生させて、内部の新しいガスのスペクトルを調べることによって実現しました。[40] 1908年、ヘリウムはオランダの物理学者Heike KamerlinghOnnesによってガスを5K（-268.15°C; -450.67°F）未満に冷却することによって最初に液化されました。[41] [42]彼はさらに温度を下げることによってそれを固化させようとしたが、ヘリウムは大気圧で固化しないので失敗した。Onnes'学生ウィレム・ヘンドリック・ケーソンは、最終的に1センチメートル固化することができた3追加の外部圧力を加えることによって、1926年にヘリウムを。[43] [44]

1913年、ニールスボーアは、原子のモデルを支持する中心的な証拠として、ピッカリング-ファウラーシリーズの再考を含む原子構造に関する彼の「三部作」[45] [46]を発表しました。[47] [48]このシリーズは、エドワード・チャールズ・ピッカリングにちなんで名付けられました。エドワード・チャールズ・ピッカリングは、1896年に、とも座ゼータ星[49]のスペクトルでこれまで知られていなかった線の観測を発表しました（これらは現在、ウォルフ・ライエ星や他の熱い星で発生することが知られています）。[50]ピカリングは（4551、5411、および10123で線観察を起因 Å半整数遷移レベルと水素の新しい形態へ）。[51] [52] 1912年、アルフレッド・ファウラー[53]は、水素とヘリウムの混合物から同様の系統を作り出すことに成功し、その起源に関するピッカリングの結論を支持した。[54]ボーアのモデルは半整数遷移を許可せず（量子力学も許可しない）、ボーアはピッカリングとファウラーが間違っていると結論付け、代わりにこれらのスペクトル線をイオン化ヘリウムHe +に割り当てた。[55]ファウラーは当初懐疑的であったが[56]、最終的にはボーアが正しいと確信し[ 45]、1915年までに「分光学者は[ピッカリング-ファウラーシリーズ]を[水素から]ヘリウムに決定的に移した」。[48] [58]ピッカリングシリーズに関するボーアの理論的研究は、「古典理論内ですでに解決されたと思われる問題の再検討」の必要性を示し、彼の原子理論の重要な確認を提供した。[48]

1938年、ロシアの物理学者Pyotr Leonidovich Kapitsaは、ヘリウム4が絶対零度に近い温度ではほとんど粘度がないことを発見しました。これは、現在超流動と呼ばれている現象です。[59]この現象は、ボーズ・アインシュタイン凝縮に関連しています。1972年に、同じ現象がヘリウム3で観察されましたが、絶対零度にはるかに近い温度で、アメリカの物理学者ダグラスD.オシェロフ、デビッドM.リー、ロバートC.リチャードソンによって観察されました。ヘリウム3の現象は、ヘリウム3のペアに関連すると考えられているフェルミオンにするためにボソンのと同様に、クーパー対生成電子の超伝導。[60]

抽出と使用

カンザス州デクスター近郊で大量のヘリウムが発見されたことを示す歴史的標識

1903年にデクスターで石油掘削作業を行った後、カンザス州は燃えないガスガイザーを製造し、カンザス州の地質学者エラスムスハワースは逃げるガスのサンプルを収集し、化学者ハミルトンの助けを借りてカンザス大学ローレンス校に持ち帰りました。キャディとデビッド・マクファーランドは、ガスが体積で72％の窒素、15％のメタン（十分な酸素がある場合にのみ可燃性の割合）、1％の水素、および12％の識別できないガスで構成されていることを発見しました。[24] [61]さらなる分析により、CadyとMcFarlandは、ガスサンプルの1.84％がヘリウムであることを発見しました。[62] [63]これは、地球上では全体的に希少であるにもかかわらず、ヘリウムがアメリカのグレートプレーンズの下に大量に集中しており、天然ガスの副産物として抽出できることを示しています。[64]

これにより、米国は世界をリードするヘリウムの供給国になることができました。リチャード・スレルフォール卿の提案を受けて、米国海軍は第一次世界大戦中に3つの小さな実験用ヘリウムプラントを後援しました。目標は、不燃性で空気より軽いガスを防塞気球に供給することでした。以前に取得されたガスは1立方メートル未満でしたが、プログラムでは合計5,700 m 3（200,000 cu ft）の92％ヘリウムが生成されました。[26]このガスの一部は、12月にバージニア州ハンプトンロードからワシントンDCのボリングフィールドへの処女航海を行った、世界初のヘリウム充填飛行船である米海軍のC級軟式飛行船C-7で使用されました。海軍の最初の硬いヘリウムで満たされた飛行船である海軍航空工廠が建設したUSSシェナンドーが1923年9月に飛行する約2年前の1921年1月[65]。

低温ガス液化を使用した抽出プロセスは、第一次世界大戦中に重要な時期に開発されませんでしたが、生産は継続されました。ヘリウムは、主に航空機より軽い航空機の揚力ガスとして使用されていました。第二次世界大戦中、揚力ガスおよび被覆アーク溶接用のヘリウムの需要が増加しました。ヘリウム質量分析計は、原爆にも不可欠でしたマンハッタン計画。[66]

米国政府は、 1925年にテキサス州アマリロにヘリウム国家備蓄を設立し、戦時中の軍用飛行船と平時の商用飛行船を供給することを目標としていました。[26] 1925年のヘリウム法により、米国が生産を独占していた希少なヘリウムの輸出が禁止されたため、ガスの法外なコストとともに、ヒンデンブルクは、すべてのドイツのツェッペリンと同様に、水素の使用を余儀なくされました。リフトガスとして。第二次世界大戦後のヘリウム市場は低迷しましたが、宇宙開発競争と冷戦中に（他の用途の中でも）酸素/水素ロケット燃料を生成するための冷却剤として液体ヘリウムの供給を確保するために、1950年代に埋蔵量が拡大されました。1965年の米国でのヘリウム使用は、戦時中のピーク消費量の8倍以上でした。[67]

「1960年のヘリウム法改正」（公法86–777）の後、米国鉱山局は、天然ガスからヘリウムを回収するために5つの民間プラントを手配しました。このヘリウム保全プログラムのために、ビューローはカンザス州ブッシュトンから425マイル（684 km）のパイプラインを建設し、これらのプラントをテキサス州アマリロ近くの政府の部分的に枯渇したクリフサイドガス田に接続しました。このヘリウム-窒素混合物を注入し、必要になるまでクリフサイドガス田に保管し、必要になるとさらに精製しました。[68]

1995年までに、10億立方メートルのガスが収集され、埋蔵量は14億米ドルの債務であり、1996年の米国議会は埋蔵量を段階的に廃止するよう促されました。[24] [69]結果として生じた1996年のヘリウム民営化法[70]（公法104–273）は、米国内務省に準備金を空にするよう指示し、2005年までに販売を開始した。[71]

1930年から1945年の間に生産されたヘリウムは約98.3％の純度（2％の窒素）であり、飛行船には十分でした。1945年には、溶接用に99.9％のヘリウムが少量生産されました。1949年までに、商用量のグレードA 99.95％ヘリウムが利用可能になりました。[72]

長年にわたり、米国は世界で商業的に使用可能なヘリウムの90％以上を生産し、カナダ、ポーランド、ロシア、およびその他の国の抽出プラントが残りを生産していました。1990年代半ば、アルジェリアのアルズーにある1,700万立方メートル（6億立方フィート）の新工場が操業を開始し、ヨーロッパのすべての需要をカバーするのに十分な生産量を達成しました。一方、2000年までに、米国内のヘリウムの消費量は年間1,500万kg以上に増加しました。[73] 2004年から2006年に、カタールのラスラファンとアルジェリアのスキークダに追加の工場が建設された。アルジェリアはすぐにヘリウムの2番目の主要な生産者になりました。[74]この間、ヘリウムの消費量とヘリウムの製造コストの両方が増加した。[75] 2002年から2007年にかけてヘリウムの価格は2倍になった。[76]

2012年現在[更新]、米国国立ヘリウム備蓄は世界のヘリウムの30パーセントを占めました。[77]埋蔵量は、2018年にヘリウムがなくなると予想されていた。[77]それにもかかわらず、米国上院で提案された法案は、埋蔵量がガスを販売し続けることを許可するだろう。他の大規模な埋蔵量をしていたHugotonでカンザス、米国、カンザス州の近くのガス田やパンハンドルのテキサスとオクラホマ。新しいヘリウムプラントは、2012年にカタール、ロシア、および米国のワイオミング州に開設される予定でしたが、不足を緩和することは期待されていませんでした。[77]

2013年、カタールは世界最大のヘリウムユニットを立ち上げましたが[78]、2017年のカタール外交危機はそこでのヘリウム生産に深刻な影響を及ぼしました。[79] 2014年は、長年の有名な不足に続いて、ヘリウム事業における供給過剰の年であると広く認められていた。[80] Nasdaqは、工業用ガスを販売する国際企業であるAir Productsの場合、原料供給の制約により、ヘリウムの量は依然として経済的圧力にさらされていると報告しました（2015年）。[81]

特徴

ヘリウム原子

Picture of a diffuse gray sphere with grayscale density decreasing from the center. Length scale about 1 Angstrom. An inset outlines the structure of the core, with two red and two blue atoms at the length scale of 1 femtometer.
ヘリウム原子。描かれているのは、 原子核（ピンク）と 電子雲の分布（黒）です。ヘリウム4の原子核（右上）は実際には球対称であり、電子雲によく似ていますが、より複雑な原子核の場合は常にそうであるとは限りません。

量子力学におけるヘリウム

視点で量子力学、ヘリウムは、第二の最も単純である原子以下のモデルに、水素原子。ヘリウムは、2つの陽子と（通常は）2つの中性子を含む原子核を取り巻く原子軌道上の2つの電子で構成されています。ニュートン力学のように、3つ以上の粒子で構成されるシステムは正確な数学的アプローチで解くことができず（3体問題を参照）、ヘリウムも例外ではありません。したがって、1つの原子核と2つの電子の系を解く場合でも、数値的な数学的方法が必要です。このような計算化学法は、いくつかの計算ステップで、正しい値の2％未満の精度であるヘリウム電子結合の量子力学的画像を作成するために使用されてきました。[82]このようなモデルは、ヘリウムの各電子が他の電子から部分的に原子核を遮蔽することを示しているため、各電子が見る有効核電荷Zは約1.69単位であり、古典的な「裸の」ヘリウム原子核の2つの電荷ではありません。

ヘリウム4原子核と電子殻の関連する安定性

ヘリウム4原子の核はアルファ粒子と同じです。高エネルギー電子散乱実験は、ヘリウム自身の電子雲の電荷密度とまったく同じように、その電荷が中心点で最大値から指数関数的に減少することを示しています。この対称性は、同様の基礎となる物理学を反映しています。ヘリウムの核内の中性子のペアと陽子のペアは、ヘリウムの電子のペアと同じ量子力学的規則に従います（ただし、核粒子は異なる核結合ポテンシャルの影響を受けます）。フェルミ粒子はペアで1s軌道を完全に占有し、いずれも軌道角運動量を持たず、それぞれが他方の固有のスピンを打ち消します。これらの粒子のいずれかをもう1つ追加すると、角運動量が必要になり、放出されるエネルギーが大幅に少なくなります（実際、5つの核子を持つ核は安定していません）。したがって、この配置はこれらすべての粒子に対してエネルギー的に非常に安定しており、この安定性は自然界のヘリウムに関する多くの重要な事実を説明しています。

たとえば、ヘリウムの電子雲状態の安定性と低エネルギーは、元素の化学的不活性、およびヘリウム原子の相互作用の欠如を説明し、すべての元素の中で最も低い融点と沸点を生成します。

同様に、同様の効果によって生成されるヘリウム4核の特定のエネルギー安定性は、重粒子放出または融合のいずれかを伴う原子反応におけるヘリウム4生成の容易さを説明します。いくつかの安定したヘリウム3（2つの陽子と1つの中性子）は水素からの核融合反応で生成されますが、それは非常に好ましいヘリウム4と比較して非常に小さい割合です。

一般的な同位体の核子あたりの結合エネルギー。ヘリウム4の粒子あたりの結合エネルギーは、近くにあるすべての核種よりも大幅に大きくなっています。

ヘリウム4原子核の異常な安定性も宇宙論的に重要です。これは、ビッグバン後の最初の数分間に、最初は約6：1の比率で生成された自由陽子と中性子の「スープ」としての事実を説明しています。核結合が可能になるまで冷却すると、最初に形成された複合原子核のほとんどすべてがヘリウム4核でした。ヘリウム4の結合は非常に緊密であったため、ヘリウム4の生成は、ベータ崩壊する前に数分でほぼすべての自由中性子を消費し、リチウム、ベリリウム、ホウ素などの重い原子を形成するためにほとんど残っていませんでした。核子あたりのヘリウム4核結合は、これらの元素のいずれよりも強いため（元素合成と結合エネルギーを参照）、ヘリウムが形成されると、元素3、4、5を作るためのエネルギー駆動は利用できませんでした。ヘリウムが核子あたりのエネルギーが低い次の元素である炭素に融合するため。ただし、中間元素が不足しているため、このプロセスでは、3つのヘリウム原子核がほぼ同時に衝突する必要があります（トリプルアルファプロセスを参照）。したがって、ビッグバン後の数分で、初期の膨張宇宙がヘリウムの炭素への融合が不可能になる温度と圧力点まで冷却される前に、有意な炭素が形成される時間はありませんでした。これにより、初期の宇宙では、今日観察されているのと非常に類似した水素/ヘリウムの比率（質量で3部の水素と1部のヘリウム-4）が残り、宇宙のほぼすべての中性子がヘリウム4に閉じ込められました。

したがって、すべての重い元素（地球のような岩石惑星や炭素ベースまたは他の生命に必要な元素を含む）は、ヘリウム自体を融合するのに十分なほど熱い星のビッグバン以来作成されました。今日、水素とヘリウム以外のすべての元素は、宇宙の原子物質の質量の2％しか占めていません。対照的に、ヘリウム4は、宇宙の通常の物質の約23％を占めています。これは、水素以外のほとんどすべての通常の物質です。

気相およびプラズマ相

Illuminated light red gas discharge tubes shaped as letters H and e
元素の原子記号のような形をしたヘリウム放電管

ヘリウムはネオンに次いで2番目に反応性の低い希ガスであり、したがってすべての元素の中で2番目に反応性が低い希ガスです。[83]それはすべての標準状態で化学的に不活性で単原子です。ヘリウムは比較的低いモル（原子）質量であるため、その熱伝導率、比熱、および気相での音速はすべて、水素を除く他のどのガスよりも大きくなります。これらの理由とヘリウム単原子分子のサイズが小さいため、ヘリウムは空気の3倍、水素の約65％の速度で固体中を拡散します。[26]

ヘリウムは最も水溶性の低い単原子ガスであり[84]、ガスの中で最も水溶性の低いガスの1つです（CF 4、SF 6、およびC 4 F 8のモル分率の溶解度は0.3802、0.4394、および0.2372 x 2です）。 / 10 -5、それぞれ、対ヘリウムの0.70797 X 2 /10 -5）、[85]及びヘリウムの屈折率が近いユニティに任意の他のガスよりもあります。[86]ヘリウムは、通常の周囲温度で負のジュールトムソン係数を持っています。つまり、自由に膨張すると熱くなります。ジュールトムソン反転温度（1気圧で約32〜50 K）未満でのみ、自由膨張時に冷却されます。[26]この温度以下に予冷されると、ヘリウムは膨張冷却によって液化することができます。

ほとんどの地球外ヘリウムはプラズマ状態で発見され、原子ヘリウムとはまったく異なる特性を持っています。プラズマでは、ヘリウムの電子はその原子核に結合しないため、ガスが部分的にしかイオン化されていない場合でも、非常に高い電気伝導率が得られます。荷電粒子は、磁場と電場の影響を強く受けます。例えば、中に太陽風、一緒にイオン化した水素と地球との対話の粒子磁気圏を生じさせる、BIRKELAND電流とオーロラ。[87]

液体ヘリウム

液化ヘリウム。このヘリウムは液体であるだけでなく、超流動になるまで冷却されてい ます。ガラスの底にある液体の滴は、ヘリウムが容器から側面を越えて自然に逃げ出し、容器から空になることを表しています。このプロセスを推進するエネルギーは、落下するヘリウムの位置エネルギーによって供給されます。

他の元素とは異なり、ヘリウムは常圧で絶対零度まで液体のままです。これは量子力学の直接的な影響です。具体的には、システムのゼロ点エネルギーが高すぎて凍結できません。固体ヘリウムは、約25 bar（2.5 MPa）の圧力で1〜1.5 K（約-272°Cまたは-457°F）の温度を必要とします。[88] 2つの相の屈折率はほぼ同じであるため、固体と液体ヘリウムを区別するのは難しいことがよくあります。固体は鋭い融点と結晶構造を持っていますが、それは非常に圧縮性です; 実験室で圧力をかけると、その体積が30％以上減少する可能性があります。[89]と体積弾性率約27のMPaで[90]には、水よりも約100倍以上の圧縮可能です。固体ヘリウムの密度は1.15Kおよび66atmで0.214 ± 0.006g / cm 3 ; 0Kおよび25bar（2.5 MPa）での投影密度は0.187 ± 0.009グラム/ cmで3。[91]高温では、ヘリウムは十分な圧力で固化します。室温では、これには約114,000気圧が必要です。[92]

ヘリウムI

その下に沸点以上; 4.22 K（-452.07°F -268.93°C）のラムダ点2.1768 K（-270.9732℃; -455.7518°F）の、同位体ヘリウム4は、通常の無色の液体状態で存在します、ヘリウムIと呼ばれます。[26]他の極低温液体と同様に、ヘリウムIは加熱すると沸騰し、温度が下がると収縮します。ただし、ラムダ点より下では、ヘリウムは沸騰せず、温度がさらに下がると膨張します。

ヘリウムIの屈折率は1.026で、表面が非常に見えにくいため、発泡スチロールのフロートが表面の位置を示すためによく使用されます。[26]この無色の液体は、粘度が非常に低く、密度が0.145〜0.125 g / mL（約0〜4 K）であり[93]、これは古典物理学で期待される値の4分の1にすぎません。[26] この特性を説明するには量子力学が必要であるため、液体ヘリウムの両方の状態（ヘリウムIとヘリウムII）は量子流体と呼ばれ、巨視的なスケールで原子特性を示します。これは、沸点が絶対零度に非常に近く、ランダムな分子運動（熱エネルギー）が原子特性をマスクするのを防ぐ効果である可能性があります。[26]

ヘリウムII

ラムダ点より下の液体ヘリウム（ヘリウムIIと呼ばれる）は、非常に珍しい特性を示します。熱伝導率が高いため、沸騰しても気泡が発生せず、表面から直接蒸発します。ヘリウム3にも超流動相がありますが、それははるかに低い温度でのみです。その結果、同位体の特性についてはあまり知られていません。[26]

A cross-sectional drawing showing one vessel inside another. There is a liquid in the outer vessel, and it tends to flow into the inner vessel over its walls.
通常の液体とは異なり、ヘリウムIIは同じレベルに到達するために表面に沿ってクリープします。しばらくすると、2つのコンテナのレベルが等しくなります。 ローリンフィルムはまた、より大きな容器の内部を覆っています。密閉されていないと、ヘリウムIIが這い出て逃げてしまいます。 [26]

ヘリウムIIは、奇妙な性質を持つ物質の超流動、量子力学的状態（巨視的量子現象を参照）です。例えば、それは10のように薄いように毛細管を通って流れる-7〜10 -8  M、それが測定可能持たない粘度。[24]しかしながら、2つの可動ディスク間で測定を行った場合、ガス状ヘリウムの粘度に匹敵する粘度が観察されました。現在の理論では、ヘリウムIIの2流体モデルを使用してこれを説明しています。このモデルでは、ラムダ点より下の液体ヘリウムは、基底状態のヘリウム原子の割合を含んでいると見なされます。これは、超流動で粘度がまったくゼロの流れであり、励起状態のヘリウム原子の割合は、通常の液体。[94]

で噴水効果、チャンバは、によってヘリウムIIのリザーバに接続されて構成された焼結超流動ヘリウムリーク容易しかしその非超流動ヘリウムスルーを通過できないディスク。容器の内部が加熱されると、超流動ヘリウムは非超流動ヘリウムに変化します。超流動ヘリウムの平衡部分を維持するために、超流動ヘリウムが漏れて圧力を上昇させ、液体を容器から噴出させます。[95]

ヘリウムIIの熱伝導率は、他の既知の物質の熱伝導率よりも大きく、ヘリウムIの100万倍、銅の数百倍です。[26]これは、熱伝導が例外的な量子メカニズムによって発生するためです。熱をよく伝導するほとんどの材料には、熱を伝達するのに役立つ自由電子の価電子帯があります。ヘリウムIIにはそのような価電子帯はありませんが、それでも熱をよく伝導します。熱の流れは、空気中の音の伝播を特徴づけるために使用される波動方程式に類似した方程式によって支配されます。熱が導入されると、それは第二音波として知られる現象の波としてヘリウムIIを通って1.8Kで毎秒20メートルで移動します。[26]

ヘリウムIIもクリーピング効果を示します。表面がヘリウムIIのレベルを超えて伸びると、ヘリウムIIは重力に逆らって表面に沿って移動します。ヘリウムIIは、蒸発するより暖かい領域に到達するまで、側面に沿って忍び寄ることによって密閉されていない容器から脱出します。表面の材質に関係なく、30nmの厚さのフィルムで移動し ます。この映画はロリン映画と呼ばれ、この特徴を最初に特徴づけた男、バーナードV.ロリンにちなんで名付けられました。[26] [96] [97]この忍び寄る行動と、ヘリウムIIが小さな開口部から急速に漏れる能力の結果として、閉じ込めることは非常に困難です。コンテナが注意深く構築されていない限り、ヘリウムIIは表面に沿ってバルブを通り抜け、どこか暖かい場所に到達して蒸発します。Rollinフィルムを横切って伝播する波は、浅瀬での重力波と同じ方程式によって支配されますが、重力ではなく、復元力はファンデルワールス力です。[98]これらの波はサードサウンドとして知られています。[99]

同位体

ヘリウムの既知の同位体は9つありますが、安定しているのはヘリウム3とヘリウム4だけです。地球の大気では、1つの原子は3
彼は百万人ごとに4
彼。[24]ほとんどの元素とは異なり、ヘリウムの同位体存在比は、形成プロセスが異なるため、起源によって大きく異なります。最も一般的な同位体であるヘリウム4は、より重い放射性元素のアルファ崩壊によって地球上で生成されます。出現するアルファ粒子は完全にイオン化されたヘリウム4核です。ヘリウム4は、核子が完全な殻に配置されているため、非常に安定した原子核です。また、ビッグバン元素合成中に大量に形成されました。[100]

ヘリウム3は地球上に微量しか存在しません。そのほとんどは地球の形成以来存在していますが、宇宙塵に閉じ込められた地球に落下するものもあります。[101]微量はトリチウムのベータ崩壊によっても生成されます。[102]地球の地殻からの岩石は、10倍もの同位体比を持っており、これらの比は、岩石の起源と地球のマントルの組成を調査するために使用できます。[101] 3
彼は核融合の産物として星がはるかに豊富です。したがって、星間物質では、3
彼は4
彼は地球の約100倍の高さです。[103]月や小惑星の レゴリスなどの惑星外物質には、太陽風の衝撃を受けて微量のヘリウム3が含まれています。月の表面は、ヘリウム3〜10の程度の濃度で含まPPB約5よりもはるかに高い、PPTは、地球の大気中で見出しました。[104] [105] 1986年のジェラルド・クルシンスキーをはじめとする多くの人々[106]は、月を探索し、月のレゴリスを採掘し、核融合にヘリウム3を使用することを提案しました。

液体ヘリウム4は、1 Kポットでの蒸発冷却を使用して、約1 K（-272.15°C; -457.87°F）に冷却できます。沸点の低いヘリウム3を同様に冷却すると、約ヘリウム3冷蔵庫で0.2ケルビン。液体の等しい混合物3
彼と4
下の彼0.8 Kは、その非類似性のために2つの非混和性相に分離します（それらは異なる量子統計に従います：ヘリウム4原子はボソンであり、ヘリウム3原子はフェルミ粒子です）。[26] 希釈冷凍機は、この非混和性を利用して数ミリケルビンの温度を達成します。

エキゾチックなヘリウム同位体を生成することが可能であり、それは急速に他の物質に崩壊します。寿命が最も短いヘリウム同位体はヘリウム5で、半減期は7.6 × 10 -22  S。ヘリウム-6はベータ粒子を放出することによって崩壊し、0.8秒の半減期を持っています。ヘリウム7は、ガンマ線だけでなくベータ粒子も放出します。ヘリウム-7とヘリウム-8は特定の核反応で生成されます。[26]ヘリウム-6とヘリウム-8は核ハローを示すことが知られています。[26]

化合物

水素化ヘリウムイオンの構造 、HHe +
疑わfluoroheliateアニオン、OHeFの構造 -

ヘリウムの原子価はゼロであり、すべての通常の条件下で化学的に非反応性です。[89]イオン化されていない限り、電気絶縁体です。他の希ガスと同様に、ヘリウムは、イオン化ポテンシャルよりも低い電圧で放電してもイオン化されたままになることができる準安定エネルギーレベルを持っています。[26]ヘリウムは、グロー放電、電子衝撃、または他の手段によってプラズマに還元されると、タングステン、ヨウ素、フッ素、硫黄、およびリンと、エキシマーとして知られる不安定な化合物を形成する可能性があります。分子化合物HeNe、HgHe 10、WHe 2、および分子イオンHe+
2、彼2+
2、HeH+、およびHeD+
このように作成されています。[107] HeH +は基底状態でも安定していますが、非常に反応性が高く、既知の最強のブレンステッド酸であるため、接触する分子または対イオンをプロトン化するため、単独でしか存在できません。この手法により、多数のバンドシステムを持つ中性分子He 2と、分極力によってのみ結合されているように見えるHgHeも生成されます。[26]

ファンデルワース化合物ヘリウムのもなど、極低温ヘリウムガスや他の物質の原子と形成することができるLiHeと彼2。[108]

理論的には、2000年に発見されたHArFに類似したフッ素水素化ヘリウム（HHeF）など、他の真の化合物も可能です。[109]計算によると、ヘリウム-酸素結合を含む2つの新しい化合物は安定している可能性があります。[110]二つの新しい分子種が、理論を用いて予測し、CsFHeO及びN（CH 3）4準安定FHeOのFHeOは、ある誘導体-最初の台湾からのグループによって2005年に理論化アニオン。実験で確認した場合、安定した化合物が知られていない残りの元素はネオンだけです。[111]

ヘリウム原子は、高圧下で加熱することにより、中空の炭素ケージ分子（フラーレン）に挿入されています。内包フラーレン分子を形成し、高温で安定です。これらのフラーレンの化学誘導体が形成されると、ヘリウムは内部に留まります。[112]ヘリウム3を使用する場合、ヘリウム核磁気共鳴分光法で容易に観察できます。[113]ヘリウム3を含む多くのフラーレンが報告されています。ヘリウム原子は共有結合やイオン結合によって結合されていませんが、これらの物質は、すべての化学量論的化合物と同様に、明確な特性と明確な組成を持っています。

高圧下では、ヘリウムは他のさまざまな元素と化合物を形成する可能性があります。ヘリウム-窒素クラスレート（He（N 2）11）結晶は、室温で約1℃の圧力で成長しました。ダイヤモンドアンビルセルで10GPa 。[114]絶縁 エレクト のNa 2彼は113万気圧以上の圧力で熱力学的に安定であることが示されています。それは持っている蛍石構造を。[115]

発生と生産

天然存在比

地球上ではまれですが、ヘリウムは既知の宇宙で2番目に豊富な元素であり、そのバリオン質量の23％を構成しています。水素だけがより豊富です。[24]ヘリウムの大部分は、ビッグバンの1〜3分後にビッグバン元素合成によって形成された。このように、その存在量の測定は宇宙論的モデルに貢献します。で星、それがすることによって形成される核融合における水素の陽子-陽子連鎖反応とCNOサイクルの一部恒星内元素合成。[100]

地球の大気、体積ヘリウムの濃度は、百万分のみ5.2重量部です。[116] [117]地球の大気中のほとんどのヘリウムはいくつかのプロセスによって宇宙に逃げるため、新しいヘリウムが継続的に生成されているにもかかわらず、濃度は低く、かなり一定です。[118] [119] [120]地球の異圏では、上層大気の一部、ヘリウム、その他の軽いガスが最も豊富な元素です。

地球上のほとんどのヘリウムは放射性崩壊の結果です。ヘリウムのミネラルが大量に発見されたウランおよびトリウムを含む、閃ウラン鉱及びその品種cleveite及びピッチブレンド、[16] [121]は カルノー石およびモナズ石（グループ名、「モナザイト」は、通常指すmonazite-（CE） ）、[ 122] [123]なぜなら、それらはアルファ粒子（ヘリウム核、He 2+）を放出し、粒子が岩に止められるとすぐに電子が結合するからです。このようにして、リソスフェア全体で年間推定3000メートルトンのヘリウムが生成されます。[124] [125] [126]地球の地殻では、ヘリウムの濃度は8ppbです。海水中の濃度はわずか4ppmです。ミネラルスプリング、火山ガス、隕石も少量含まれています。ヘリウムは天然ガスも閉じ込める条件下で地下に閉じ込められるため、地球上で最も自然に濃度の高いヘリウムは天然ガスに含まれ、そこからほとんどの市販のヘリウムが抽出されます。ニューメキシコ州サンファン郡の小さなガス田では、濃度は数ppmから7％以上まで広範囲に変動します。[127] [128]

2011年現在[更新]世界のヘリウム埋蔵量は400億立方メートルと推定され、その4分の1はカタールとイランが共同所有するサウスパーズ/ノースドームガスコンデンセートフィールドにあります。[要出典] 2015年と2016年に、北米のロッキー山脈[129]と東アフリカ大地溝帯の下に追加の推定埋蔵量があることが発表されました。[130]

最新の抽出と配布

大規模な使用の場合、ヘリウムは、7％ものヘリウムを含む可能性のある天然ガスから分別蒸留によって抽出されます。[131]ヘリウムは他のどの元素よりも沸点が低いため、他のほとんどすべてのガス（主に窒素とメタン）を液化するために低温と高圧が使用されます。得られた粗ヘリウムガスは、低温への連続暴露によって精製され、残りの窒素および他のガスのほとんどすべてがガス混合物から沈殿する。活性炭は最終精製ステップとして使用され、通常は99.995％の純度のグレードAヘリウムが生成されます。[26]グレードAのヘリウムの主な不純物はネオンです。最終的な製造段階では、製造されるヘリウムのほとんどが極低温プロセスによって液化されます。これは、液体ヘリウムを必要とするアプリケーションに必要であり、最大の液体ヘリウムコンテナは最大のガス状ヘリウムチューブトレーラーの5倍以上の容量を備えているため、ヘリウムサプライヤは長距離輸送のコストを削減できます。[74] [132]

2008年には、約1億6,900万標準立方メートル（SCM）のヘリウムが天然ガスから抽出されるか、ヘリウム備蓄から回収されました。約78％が米国、10％がアルジェリア、残りのほとんどがロシア、ポーランド、カタールからです。[133] 2013年までに、カタールでのヘリウム生産の増加（Air Liquideが管理するRasGas社の下で）により、カタールの世界のヘリウム生産の割合は25％に増加し、米国に次ぐ2番目に大きな輸出国になりました。[134] 2016年にタンザニアで推定540億立方フィート（1.5 × 10 9  m 3）のヘリウムの堆積物が発見された。[135] 2020年に中国の寧夏に大規模なヘリウムプラントが開設された。[136]

米国では、ほとんどのヘリウムは、ヒューゴトンの天然ガスと、オクラホマ州カンザスの近くのガス田、およびテキサスのパンハンドル油田から抽出されています。[74] [137]このガスの多くは、かつてパイプラインで国立ヘリウム保護区に送られていましたが、2005年以降、この保護区は枯渇して売却されており、2013年10月の下で2021年までに大幅に枯渇すると予想されています[134]。責任あるヘリウム管理および管理法（HR527）。[138]

特殊な半透膜やその他のバリアを介した粗天然ガスの拡散は、ヘリウムを回収および精製するためのもう1つの方法です。[139] 1996年、米国は、このようなガス井複合施設において、約1,470億標準立方フィート（42億SCM）のヘリウム埋蔵量を証明した。[140]当時の使用率（米国では年間7200万SCM、下の円グラフを参照）では、これは米国での約58年間の使用に十分なヘリウムであり、これよりも少ない（おそらく時間の80％） ）世界の使用率で。ただし、節約と処理の要因は実効埋蔵量に影響を与えます。

ヘリウムはネオンのほんの一部しか空気中に存在しないため、天然ガスから抽出する必要がありますが、その需要ははるかに高くなっています。ヘリウムを節約するためにすべてのネオン生産が改造された場合、世界のヘリウム需要の0.1％が満たされると推定されています。同様に、すべての空気蒸留プラントを改造することで、世界のヘリウム需要の1％しか満たすことができませんでした。[141]ヘリウムは、リチウムまたはホウ素に高速陽子を衝突させるか、リチウムに重陽子を衝突させることによって合成できますが、これらのプロセスは完全に非経済的な製造方法です。[142]

ヘリウムは液体または気体の形で市販されています。液体として、1,000リットルものヘリウムを保持するデュワーと呼ばれる小さな断熱容器、または42 m 3（約11,000米ガロン）の公称容量を持つ大きなISO容器で供給することができます。ガス状では、少量のヘリウムが8 m 3（約282標準立方フィート）の高圧シリンダーで供給され、大量の高圧ガスが同じ容量のチューブトレーラーで供給されます。 4,860 m 3（約172,000標準立方フィート）として。

自然保護の擁護者

ノーベル賞受賞者の物理学者ロバート・コールマン・リチャードソンのようなヘリウム保護主義者によると、2010年に書いたところによると、ヘリウムの自由市場価格は「無駄な」使用に貢献しています（例：ヘリウム気球）。2000年代の価格は、2015年までに国の大量のヘリウム備蓄を売却するという米国議会の決定によって引き下げられました。[143]リチャードソンによると、ヘリウムの過度の浪費を排除するために価格に20を掛ける必要がありました。彼らの著書「天然資源としてのヘリウムの未来」（Routledge、2012年）の中で、Nuttall、Clarke＆Glowacki（2012年）は、この貴重な商品の持続可能な市場を構築するために国際ヘリウムエージェンシー（IHA）を設立することも提案しました。[144]

アプリケーション

A large solid cylinder with a hole in its center and a rail attached to its side.
液体ヘリウムの最大の単一用途は、最新のMRIスキャナーの超伝導磁石を冷却することです。

カテゴリ別の2014年の米国の推定ヘリウム使用量。総使用量は3400万立方メートルです。[145]

  極低温学（32％）
  加圧とパージ（18％）
  溶接（13％）
  制御された雰囲気（18％）
  リーク検出（4％）
  呼吸混合物（2％）
  その他（13％）

気球はおそらくヘリウムの最もよく知られた使用法ですが、それらはすべてのヘリウム使用のごく一部です。[69]ヘリウムは、低沸点、低密度、低溶解性、高熱伝導率、不活性など、独自の特性を必要とする多くの目的で使用されます。2014年の世界のヘリウム総生産量は年間約3,200万kg（1億8000万標準立方メートル）で、最大の用途（2014年の総生産量の約32％）は極低温用途であり、そのほとんどは超伝導磁石の冷却に関係しています。医療用MRIスキャナーとNMR分光計。[146]その他の主な用途は、システムの加圧とパージ、溶接、制御された雰囲気の維持、および漏れの検出でした。カテゴリ別の他の用途は、比較的マイナーな部分でした。[145]

制御された雰囲気

ヘリウムは不活性であるため、シリコンとゲルマニウムの結晶の成長、チタンとジルコニウムの製造、ガスクロマトグラフィー[89]で保護ガスとして使用されます。その不活性、熱的および熱的に完全な性質、音速の高速、および熱容量比の高い値のために、超音速風洞[147]およびインパルス設備にも役立ちます。[148]

ガスタングステンアーク溶接

ヘリウムのように使用されるシールドガスで溶接アーク溶接温度で汚染された空気又は窒素によって弱体化することを材料にプロセス。[24]ガスタングステンアーク溶接では多くの不活性シールドガスが使用されますが、特にアルミニウムや銅などの熱伝導率の高い溶接材料では、安価なアルゴンの代わりにヘリウムが使用されます。

マイナーな使用

産業用リーク検出

Photo of a large, metal-framed device (about 3×1×1.5 m) standing in a room.
デュアルチャンバーヘリウムリーク検出機

ヘリウムの産業用途の1つは、リーク検出です。ヘリウムは空気の3倍の速さで固体を拡散するため、高真空装置（極低温タンクなど）や高圧容器の漏れを検出するためのトレーサーガスとして使用されます。[149]試験対象物はチャンバーに入れられ、チャンバーは排気されてヘリウムで満たされます。漏れ介して逃げる感受性デバイス（によって検出されたヘリウムヘリウム質量分析計さえとしてリークレートで）、小さなとして10 -9ミリバール・L /秒（10 -10 Paで・M 3 /秒）。測定手順は通常自動であり、ヘリウム積分テストと呼ばれます。より簡単な手順は、テスト対象のオブジェクトをヘリウムで満たし、ハンドヘルドデバイスを使用して手動でリークを検索することです。[150]

亀裂からのヘリウムの漏れは、バルク材料からのガスの浸透と混同しないでください。ヘリウムはガラス、セラミック、合成材料の透過定数（したがって計算可能な透過率）を記録していますが、ヘリウムなどの不活性ガスはほとんどのバルク金属に透過しません。[151]

フライト

The Good Year Blimp
ヘリウムは密度が低く不燃性であるため、グッドイヤー飛行船などの飛行船を充填するのに最適なガスです 。

それがあるので、空気よりも軽く、飛行船や気球はヘリウムで膨らませているリフト。水素ガスはより浮力があり、膜を透過する速度が遅くなりますが、ヘリウムには不燃性であり、実際に難燃性であるという利点があります。もう1つのマイナーな用途はロケットであり、ヘリウムは貯蔵タンク内の燃料と酸化剤を置換し、水素と酸素を凝縮してロケット燃料を作るためのアレージ媒体として使用されます。また、打ち上げ前に地上支援装置から燃料と酸化剤をパージし、宇宙船の液体水素を予冷するためにも使用されます。たとえば、アポロ計画で使用されたサターンVロケットは、打ち上げに約370,000 m 3（1,300万立方フィート）のヘリウムを必要としました。[89]

マイナーな商業的および娯楽的用途

呼吸ガスとしてのヘリウムには麻薬性がないため、深海での潜水には、トリミックス、ヘリオックス、ヘリエアなどのヘリウム混合物を使用し、深さが増すにつれて悪化する麻薬の影響を軽減します。[152] [153]圧力が深さとともに増加すると、呼吸ガスの密度も増加し、ヘリウムの低分子量は、混合物の密度を下げることによって呼吸の労力を大幅に減らすことがわかっています。これにより、レイノルズ数の流れが減少し、乱流の減少と層流の増加につながり、呼吸の作業が少なくて済みます。[154] [155] 150メートル（490フィート）未満の深さで、ヘリウムと酸素の混合物を呼吸しているダイバーは、高圧神経症候群の症状である震えと精神運動機能の低下を経験し始めます。[156]この影響は、ヘリウムと酸素の混合物に水素や窒素などの麻薬ガスを追加することである程度相殺される可能性があります。[157]

赤色ビームを生成する低出力ガスレーザーの一種であるヘリウムネオンレーザーは、バーコードリーダーやレーザーポインターなど、さまざまな実用的な用途がありましたが、ほとんどの場合、安価なダイオードレーザーに置き換えられていました。[24]

ヘリウムは、その不活性と高い熱伝導率、中性子透過性、および原子炉条件下で放射性同位体を形成しないため、一部のガス冷却原子炉の伝熱媒体として使用されています。[149]

キセノンなどのより重いガスと混合されたヘリウムは、結果として高い熱容量比と低いプラントル数のため、熱音響冷凍に役立ちます。[158]ヘリウムの不活性は、オゾン層破壊または地球温暖化に寄与する従来の冷凍システムに比べて環境上の利点があります。[159]

ヘリウムは、一部のハードディスクドライブでも使用されています。[160]

科学的用途

ヘリウムを使用すると、屈折率が非常に低いため、一部の望遠鏡ではレンズ間の空間の温度変化による歪みの影響が軽減されます。[26]この方法は、真空気密望遠鏡の管が重すぎる太陽望遠鏡で特に使用されます。[161] [162]

ヘリウムは、ガスクロマトグラフィーに一般的に使用されるキャリアガスです。

ウランとトリウムを含む岩石と鉱物の年代は、ヘリウム年代測定として知られるプロセスでヘリウムのレベルを測定することによって推定できます。[24] [26]

低温のヘリウムは、極低温学、および特定の極低温学のアプリケーションで使用されます。アプリケーションの例として、液体ヘリウムは、磁気共鳴画像法用の超伝導磁石など、超伝導に必要な極低温まで特定の金属を冷却するために使用されます。大型ハドロン衝突型加速器でCERNは96使用トン1.9 K（; -456.25°F -271.25°C）の温度を維持するために液体ヘリウムを。[163]

医療用途

ヘリウムは、2020年4月に米国で人間と動物の医療用途として承認されました。[164] [165]

汚染物質として

化学的に不活性ですが、ヘリウム汚染は微小電気機械システム（MEMS）の動作を損ない、iPhoneが故障する可能性があります。[166]

吸入と安全性

効果

標準状態の中性ヘリウムは無毒で、生物学的役割を果たさず、人間の血液中に微量に含まれています。

音速ヘリウムでは、空気中の音のほぼ3倍の速度です。ガスで満たされた空洞の固有振動数はガス中の音速に比例するため、ヘリウムを吸入すると、それに対応して、声道の共鳴周波数が増加します。これは、声の音の増幅器です。[24] [167]増幅器（声道）の共振周波数のこの増加は、声帯の直接振動によって生成される音波の高周波成分の増幅を増加させます。ボイスボックスは空気で満たされています。人がヘリウムガスを吸い込んだ後に話すとき、喉頭を制御する筋肉は、喉頭が空気で満たされているときと同じように動きます。したがって、声帯の直接振動によって生成される基本周波数（ピッチと呼ばれることもあります）は変わらない。[168]しかしながら、高周波優先増幅は増幅された音の音色の変化を引き起こし、葦のようなアヒルのような声質をもたらします。逆の効果である共振周波数の低下は、六フッ化硫黄やキセノンなどの高密度ガスを吸入することで得られます。

危険

ヘリウムは単純な窒息剤であり、通常の呼吸に必要な酸素を置換するため、ヘリウムを過剰に吸入すると危険な場合があります。[24] [169] 2003年にバンクーバーで窒息した若者と、2006年に南フロリダで窒息した2人の成人を含む死者が記録されている。[170] [171] 1998年、ビクトリア出身のオーストラリア人の少女が意識を失い、一時的に向きを変えた。パーティーバルーンの中身全体を吸い込んだ後の青。[172] [173] [174]加圧シリンダーまたはバルーン充填バルブから直接ヘリウムを吸入すると、非常に危険です。高流量および高圧力は、圧外傷を引き起こし、肺組織を致命的に破裂させる可能性があるためです。[169] [175]

ヘリウムによる死亡はまれです。メディアに記録された最初の事件は、1998年に友人のパーティーでヘリウムを吸入して死亡したテキサス州の15歳の少女の事件でした。ヘリウムによる死亡の正確な種類は不明です。[172] [173] [174]

米国では、2002年にノースカロライナ州で圧外傷で死亡した男性を含む2000年から2004年の間に2人の死亡者のみが報告された。[170] [175] 2003年にバンクーバーで窒息した若者と、オーストラリアは2000年にシリンダーから呼吸した後に塞栓症を発症した。[170]それ以来、2006年に南フロリダで2人の成人が窒息死し[170] [171] [176]、2009年と2010年に症例があった。ヘリウムタンクに取り付けられたバッグを頭にかぶせて発見され[177]、ノースカロライナ州の別のティーンエイジャーが窒息死した。[178]でイーグルポイント、オレゴン州10代の少女は、パーティーで圧外傷から2012年に死亡しました。[179] [180] [181]ミシガン州の少女は、年の後半に低酸素症で亡くなりました。[182]

2015年2月4日、1月28日のメインテレビ番組の録画中に、日本のオールガール歌唱グループ3Bジュニアの12歳のメンバー（名前は非公開）が空気塞栓症に苦しみ、意識を失い、ゲームの一環として大量のヘリウムを吸入した後、気泡が脳への血流を遮断した結果、昏睡状態に陥りました。事件は一週間後まで公表されなかった。[183] [184]テレビ朝日のスタッフは、メンバーが病院に運ばれ、目や手足の動きなどのリハビリテーションの兆候を示していることを伝えるために緊急記者会見を開いたが、彼女の意識はまだ十分に回復していない。警察は安全対策を怠ったため捜査を開始した。[185] [186]

極低温ヘリウムの安全性の問題は、液体窒素の問題と同様です。その極端に低い温度は冷熱を引き起こす可能性があり、圧力解放装置が取り付けられていない場合、液体と気体の膨張比が爆発を引き起こす可能性があります。5〜10 Kのヘリウムガスの容器は、10 K未満のヘリウムガスが室温に温められると急速かつ大幅な熱膨張が発生するため、液体ヘリウムが入っているかのように取り扱う必要があります。[89]

高圧（約20気圧または2  MPa以上）では、ヘリウムと酸素の混合物（ヘリオックス）が高圧神経症候群、一種の逆麻酔効果を引き起こす可能性があります。混合物に少量の窒素を加えると、問題を軽減できます。[187] [156]

も参照してください

  • 非生物起源の石油起源
  • ヘリウム3推進
  • ライデンフロスト効果
  • 超流動
  • トレーサーガスリークテスト法
  • ハミルトンキャディ
ポータル
関連トピックへのアクセス
  • Papapishu-Lab-icon-6.svg化学ポータル

ウィキペディアの姉妹プロジェクトの詳細をご覧ください

  • コモンズのメディア

  • ウィクショナリーからの定義

  • ウィキブックスの教科書

  • ウィキバーシティからの学習リソース

ノート

  1. ^ 数人の著者は、希ガス柱へのヘリウムの配置に異議を唱え、アルカリ土類金属を含むベリリウムの上に配置することを好みます。彼らは、ヘリウムの1Sの理由でこれを行う2 NSに類似している電子配置、 2アルカリ土類金属の価数の構成、さらにベリリウム上ヘリウムでより規則的であるいくつかの特定の傾向を指します。[5] [6] [7] [8] [9]ただし、ヘリウムの異常な不活性は他の軽希ガスであるネオンやアルゴンに非常に近いため、他の希ガスとのヘリウムの分類はほぼ普遍的なままです。[10]

参考文献

  1. ^ Meija、Juris; etal。（2016）。「元素の原子質量2013（IUPACテクニカルレポート）」。ピュアアンドアプライドケミストリー。88（3）：265–91。土井：10.1515 / pac-2015-0305。
  2. ^ Shuen-Chen Hwang、Robert D. Lein、Daniel A. Morgan（2005）。「希ガス」。カークオスマー化学技術百科事典。ワイリー。pp。343–383。doi：10.1002 / 0471238961.0701190508230114.a01。
  3. ^ 元素および無機化合物の磁化率、Handbook of Chemistry and Physics 81st edition、CRCプレス。
  4. ^ ウェスト、ロバート（1984）。CRC、化学物理学ハンドブック。フロリダ州ボカラトン：Chemical Rubber CompanyPublishing。pp。E110。ISBN 0-8493-0464-4。
  5. ^ Grochala、Wojciech（2017年11月1日）。「元素周期表におけるヘリウムとネオンの位置について」。化学の基礎。20（2018）：191–207。土井：10.1007 / s10698-017-9302-7。
  6. ^ ベントウェバーグ、リビー（2019年1月18日）。" " "周期表"。化学＆エンジニアリングニュース。97（3）。2020年3月27日取得。
  7. ^ グランディネッティ、フェリーチェ（2013年4月23日）。「看板の後ろのネオン」。ネイチャーケミストリー。5（2013）：438 Bibcode：2013NatCh ... 5..438G。土井：10.1038 /nchem.1631。PMID  23609097 。2019年3月27日取得。
  8. ^ クルシキン、ミハイル（2020）。「結晶構造の観点からの周期表におけるヘリウムの配置」。IUCrJ。7（4）：577–578。土井：10.1107 / S2052252520007769。PMC  7340260。PMID  32695406 。2020年6月19日取得。
  9. ^ ラバルカ、マルティン; Srivaths、Akash（2016）。「周期表における水素とヘリウムの配置について：新しいアプローチ」。ブルガリアジャーナルオブサイエンスエデュケーション。25（4）：514–530 。2020年6月19日取得。
  10. ^ Lewars、Errol G.（2008年12月5日）。驚異のモデリング：新しい分子の計算上の予測。シュプリンガーサイエンス＆ビジネスメディア。pp。69–71。ISBN 978-1-4020-6973-4。2016年5月19日にオリジナルからアーカイブされました。
  11. ^ Rayet、G。（1868）「日食全体で観察された隆起のスペクトル分析。 1868年8月18日、マラッカ半島から）、 Comptes rendus ...、 67  ：757–759。pから。758： "...jevisimmédiatementunesériedeneuflignesbrillantes qui ...mesemblentdevoirêtreassimiléesauxlignesprincipalesdu specter solaire、B、D、E、b、une ligne inconnue、F、et deux lignes du groupe G.」（...私はすぐに一連の9つの明るい線を見ました...私には...太陽スペクトルの主要な線、B、D、E、b、未知の線、F、および2つの線として分類する必要があるように見えましたグループG.）
  12. ^ キャプテンCTハイグ（1868）「日食の分光観測の説明、1868年8月18日」 ロンドン王立協会紀要、 17  ：74–80。pから。74：「2つの赤い炎のスペクトルが互いに近くにあり、それらのスペクトルで2つの広い明るいバンドが非常にはっきりと定義されていることをすぐに述べることができます。1つはローズマダー、もう1つはライトゴールデンです。」
  13. ^ ポグソンは、1868年の日食の観測を地元のインド政府に提出しましたが、彼の報告は公表されていませんでした。（Biman B. Nath、 The Story of Helium and the Birth of Astrophysics（New York、New York：Springer、2013）、 p。8）それにもかかわらず、Lockyerは彼のレポートから引用しました。pから。320 アーカイブで2018年8月17日ウェイバックマシンロッキャーの、J.ノーマン（1896）「ヘリウムの物語プロローグ、」ネイチャー、 53  ：319-322：「Pogsonは、1868のケラレを参照に、黄色と言っ行は「DまたはDの近く」でした。
  14. ^ ジョン・ハーシェル中尉（1868）「ボンベイ管轄区のジャムカンディで見られた1868年の日食の説明」 、ロンドン王立協会紀要、 17  ：104–120。pから。113：皆既日食の瞬間が近づくと、「…私はDの近くのスペクトルで増加する輝きを記録しました。実際、適切な雲が光を和らげるまでその線の測定を妨げるほど素晴らしいです。私はこれについて説明する準備はできていません。」pから。117：「私はまた、そのようなアイデンティティを確立するための機器の能力に関する限り、オレンジラインがDと同一であったことに疑問の余地はないと思います。」
  15. ^ 1868年の日食についてのフランス科学アカデミーへの最初の報告で、ヤンセンは太陽スペクトルの黄色い線について言及していませんでした。見る：
    • Janssen（1868）「Indicationdequelques-unsdesrésultatsobtenusàCocanada、pendantl'éclipsedumoisd'aoûtdernier、etàlasuitedecetteéclipse」（コカナダでの日食中に得られた結果の一部に関する情報去年の8月、そしてその日食に続いて）、Comptes rendus ...、67  ：838–839。
    • Wheeler M. Sears、Helium：The Disappearing Element（Heidelberg、Germany：Springer、2015）、p。44。
    • FrançoiseLaunaywithStormDunlop、trans。、The Astronomer Jules Janssen：A Globetrotter of Celestial Physics（Heidelberg、Germany：Springer、2012）、p。45。
    しかし、その後、1868年12月19日にチャールズサントクレアデビルに宛てた未発表の手紙の中で、ヤンセンはデビルにフランス科学アカデミーに次のように通知するように依頼しました。 8月18日。明るい黄色の線は確かにDに非常に近い位置にありましたが、光はD線よりも壊れやすく（つまり、波長が短かった）、その後の太陽の研究で、私がここで述べていることの正確さが示されました。 。」（参照：（Launay、2012）、45ページ）
  16. ^ a b 「クレーベ石」。Mindat.org 。2020年2月14日取得。
  17. ^ 「閃ウラン鉱」。Mindat.org 。2020年2月14日取得。
  18. ^ ローズ、メリンダ（2008年10月）。「ヘリウム：上へ、上へ、そして離れて？」。フォトニクススペクトル。2010年8月22日にオリジナルからアーカイブされました。取得した27年2月2010年。 セクター別の米国のヘリウム使用を示す、より信頼できるが古い1996年の円グラフについては、ほぼ同じ結果を示しています。この記事の「アプリケーション」セクションで再現されたグラフを参照してください。
  19. ^ コナー、スティーブ（2010年8月23日）。「なぜ世界はヘリウムを使い果たしているのか」。インデペンデント。ロンドン。2013年9月27日にオリジナルからアーカイブされました。取得した16年9月2013。
  20. ^ シーゲル、イーサン（2012年12月12日）。「なぜ世界はヘリウムを使い果たすのか」。Bangで始まります。Scienceblogs.com。2013年9月14日にオリジナルからアーカイブされました。取得した16年9月2013。
  21. ^ Szondy、David（2015年8月24日）。「結局、ヘリウムが不足しているわけではないかもしれません」。www.gizmag.com。2016年3月25日にオリジナルからアーカイブされました。2016年4月1日取得。
  22. ^ サンプル、イアン（2016年6月28日）。「東アフリカで発見された巨大なヘリウムガスは、医療不足を回避します」。ガーディアン。2016年6月29日にオリジナルからアーカイブされました。検索された29年6月2016。
  23. ^ Kochhar、RK（1991）。「17世紀から19世紀のインドのフランスの天文学者」。英国天文学協会のジャーナル。101（2）：95–100。Bibcode：1991JBAA..101 ... 95K。
  24. ^ a b c d e f g h i j k l エムズリー、ジョン（2001）。自然のビルディングブロック。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。pp。175–179。ISBN 978-0-19-850341-5。
  25. ^ Lockyer、JN（1868年10月）。「紅炎のスペクトルの観測の通知」。ロンドン王立協会紀要。17：91–92。Bibcode：1868RSPS ... 17 ... 91L。土井：10.1098 /rspl.1868.0011。JSTOR  112357。S2CID  163097539 。2018年6月3日取得。
  26. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w ハンペル、クリフォードA.（1968）。化学元素百科事典。ニューヨーク：ヴァンノストランドラインホールド。pp。256–268。ISBN 978-0-442-15598-8。
  27. ^ ハーパー、ダグラス。「ヘリウム」。オンライン語源辞書。
  28. ^ トムソン、ウィリアム（1871年8月3日）。「ウィリアム・トムソン卿の就任演説」。自然。4（92）：261–278 [268]。Bibcode：1871Natur ... 4..261。。土井：10.1038 / 004261a0。PMC  2070380。2016年12月2日にオリジナルからアーカイブされました。2016年2月22日取得。フランクランドとロッカイヤーは、黄色の隆起がDからそれほど遠くない非常に明確な明るい線を与えることを発見しましたが、これまで地上の炎とは識別されていませんでした。それは彼らがヘリウムと呼ぶことを提案している新しい物質を示しているようです
  29. ^ パルミエリ、ルイージ（1881年）。「Larigadell'Helium apparsa in una最近のsublimazionevesuviana」 [ヘリウムの線は、最近昇華した[ベスビオ山から]ベスビオ山に現れました。] Rendiconto dell'Accademia delle Scienze Fisiche e Matematiche（ナポリ、イタリア）。20：223。2018年9月1日のオリジナルからアーカイブ。2017年5月1日取得。Raccolsi alcun tempo fa una sostanza amorfa diconsistenza butirracea e di colore giallo sbiadato sublimata sull'orlo di una fumarola prossima alla bocca dieruzione。Saggiataクエスタsublimazioneアロspettroscopio、ホravvisatoルrigheデルソジオエデルpotassio編ウナlineareベンdistinta CHE corrisponde esattamenteアラD 3 CHEèquella dell'Helium。ora il semplice annunzio del fatto、proponendomi di ritornare sopra questo argomento、dopo di aver sottoposta la sublimazione ad una analisichimicaを実行します。（少し前に、噴火口近くの噴気孔の縁に昇華した、バターのような粘り気と色あせた黄色の無定形物質を集めました。この昇華した物質を分光器で分析したところ、ナトリウムとカリウムと、ヘリウムのD 3に正確に対応する非常に明確な直線。今のところ、昇華物を化学分析した後、この主題に戻ることを提案して、事実を発表するだけです。 。）
  30. ^ カーク、ウェンディL. 「クレーベ石[クレーベ石ではない]とヘリウム」。美術館とコレクションのブログ。ユニバーシティカレッジロンドン。2018年10月18日にオリジナルからアーカイブされました。2017年8月18日取得。
  31. ^ ラムゼイ、ウィリアム（1895）。「ヘリウムのスペクトルを示すガスについて、D 3の定評のある原因、冠状スペクトルの線の1つ。予備的注記」。ロンドン王立協会紀要。58（347–352）：65–67。Bibcode：1895RSPS ... 58 ... 65R。土井：10.1098 /rspl.1895.0006。S2CID  129872109。
  32. ^ ラムゼイ、ウィリアム（1895）。「ヘリウム、特定の鉱物のガス状成分。パートI」。ロンドン王立協会紀要。58（347–352）：81–89。Bibcode：1895RSPS ... 58 ... 80R。土井：10.1098 /rspl.1895.0010。
  33. ^ ラムゼイ、ウィリアム（1895）。「ヘリウム、特定の鉱物のガス状成分。パートII –密度」。ロンドン王立協会紀要。59（1）：325–330。Bibcode：1895RSPS ... 59..325R。土井：10.1098 /rspl.1895.0097。S2CID  96589261。
  34. ^ Lockyer、J。Norman（1895）。「閃ウラン鉱から得られた新しいガスについて。予備的注記、パートII」。ロンドン王立協会紀要。58（347–352）：67–70。土井：10.1098 /rspl.1895.0008。
  35. ^ 参照：
    • ウィリアム・クルックス（1895）。「クレーベ石からのガスのスペクトル」。化学ニュースと産業科学ジャーナル。71（1844）：151。
    • ウィリアム・クルックス（1895）。「ヘリウムのスペクトル」。化学ニュースと産業科学ジャーナル。72（1865）：87–89。
  36. ^ ラングレット、NA（1895）。「DasAtomgewichtdesHeliums」。ZeitschriftfürAnorganischeChemie（ドイツ語）。10（1）：289–292。土井：10.1002 /zaac.18950100130。
  37. ^ ウィーバー、ER（1919）。「ヘリウム文学の参考文献」。工業化学および工学化学。
  38. ^ Hillebrand（1890）「閃ウラン鉱中の窒素の発生と一般的な閃ウラン鉱の組成について」 、米国地質調査報告、no。78、43〜79ページ。
  39. ^ Munday、Pat（1999）。ジョンA.ギャラティ; マークC.カーネス（編）。WF Hillebrand（1853–1925）、地球化学者、および米国人名事典の米国標準局管理者の経歴。10–11。オックスフォード大学出版局。pp。808–9、227–8。
  40. ^ ラザフォード、E。; Royds、T。（1908）「XXIV。ラジウム放射のスペクトル」。フィロソフィカルマガジン。シリーズ6。16（92）：313-317。土井：10.1080 / 14786440808636511。
  41. ^ Onnes、H。Kamerlingh（1908）「ヘリウムの液化」 、ライデン大学の物理研究所からの通信、 9（108）：1–23。
  42. ^ ヴァンデルフト、ダーク（2008）。「ヘリウムの小さなカップ、大きな科学」 （PDF）。今日の物理学。61（3）：36–42。Bibcode：2008PhT .... 61c..36V。土井：10.1063 /1.2897948。2008年6月25日にオリジナル （PDF）からアーカイブされました。2008年7月20日取得。
  43. ^ 参照：
    • 事前通知：Keesom、WH（1926年7月17日）編集者への手紙：「ヘリウムの凝固」、Nature、118  ：81。
    • 予告：Keesom、WH（1926）"L'ヘリウムsolidifié、" アーカイブで2016年10月22日ウェイバックマシン Comptesのrendus ...、183  ：26。
    • キーソム、WH（1926）「固体ヘリウム」、ライデン大学の物理研究所からの通信、17（184）。
  44. ^ 「最も寒い寒さ」。タイム社1929-06-10。2008年12月6日にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月27日取得。
  45. ^ a b ホイヤー、ウルリッヒ（1981）。「原子と分子の構成」。ホイヤーでは、ウルリッヒ（編）。Niels Bohr –収集された作品：第2巻–原子物理学に関する研究（1912–1917）。アムステルダム：北ホラント出版社。pp。103–316（特にpp。116–122）。ISBN 978-0720418002。
  46. ^ ケネディ、PJ（1985）。「短い伝記」。フランス語では、AP; ケネディ、PJ（編）。Niels Bohr：100周年記念巻。ハーバード大学出版局。pp。3–15。ISBN 978-0-674-62415-3。
  47. ^ ボーア、N。（1913年）。「原子と分子の構成について、パートI」 （PDF）。フィロソフィカルマガジン。26（151）：1–25。Bibcode：1913PMag ... 26 .... 1B。土井：10.1080 / 14786441308634955。2019-04-04のオリジナルからアーカイブ （PDF）。2017年12月27日取得。
    ボーア、N。（1913年）。「原子と分子の構成について、パートII：単一の原子核のみを含むシステム」 （PDF）。フィロソフィカルマガジン。26（153）：476–502。Bibcode：1913PMag ... 26..476B。土井：10.1080 / 14786441380634993。2017年12月15日にオリジナルからアーカイブ （PDF）。2017年12月27日取得。
    ボーア、N。（1913年）。「原子と分子の構成について、パートIII：いくつかの核を含むシステム」。フィロソフィカルマガジン。26（155）：857–875。Bibcode：1913PMag ... 26..857B。土井：10.1080 / 14786441380635031。
  48. ^ a b c Robotti、ナディア（1983）。「とも座ゼータ星のスペクトルと経験的データの歴史的進化」。物理科学の歴史的研究。14（1）：123–145。土井：10.2307 / 27757527。JSTOR  27757527。
  49. ^ ピッカリング、EC（1896）。「独特のスペクトルを持つ星。CruxとCygnusの新しい変光星」。ハーバード大学天文台サーキュラー。12：1–2。Bibcode：1896HarCi..12 .... 1P。 としても公開： ピッカリング、EC ; フレミング、WP（1896）。「独特のスペクトルを持つ星。CruxとCygnusの新しい変光星」。アストロフィジカルジャーナル。4：369–370。Bibcode：1896ApJ ..... 4..369P。土井：10.1086 / 140291。
  50. ^ ライト、WH（1914）。「ウォルフ・ライエ星と惑星状星雲の関係」。アストロフィジカルジャーナル。40：466–472。Bibcode：1914ApJ .... 40..466W。土井：10.1086 / 142138。
  51. ^ ピッカリング、EC（1897）。「独特のスペクトルを持つ星。CruxとCygnusの新しい変光星」。AstronomischeNachrichten。142（6）：87–90。Bibcode：1896AN .... 142 ... 87P。土井：10.1002 /asna.18971420605。2019-08-24のオリジナルからアーカイブ （PDF）。2019年8月24日取得。
  52. ^ ピッカリング、EC（1897）。「とも座ゼータ星のスペクトル」。アストロフィジカルジャーナル。5：92–94。Bibcode：1897ApJ ..... 5 ... 92P。土井：10.1086 / 140312。
  53. ^ ラカトシュ、イムレ（1980）。「ボーア：一貫性のない基盤で進行中の研究プログラム」。ワローでは、ジョン。カリー、グレゴリー（編）。科学研究プログラムの方法論。ケンブリッジ大学出版局。pp。55–68。ISBN 9780521280310。
  54. ^ ファウラー、A。（1912年）。「水素のスペクトルにおける主線および他の一連の線の観測」。王立天文学会月報。73（2）：62–63。Bibcode：1912MNRAS..73 ... 62F。土井：10.1093 / mnras /73.2.62。
  55. ^ ボーア、N。（1913年）。「ヘリウムと水素のスペクトル」。自然。92（2295）：231–232。Bibcode：1913Natur..92..231B。土井：10.1038 / 092231d0。S2CID  11988018。
  56. ^ ファウラー、A。（1913年）。「ヘリウムと水素のスペクトル」。自然。92（2291）：95–96。Bibcode：1913Natur..92 ... 95F。土井：10.1038 / 092095b0。S2CID  3972599。
  57. ^ ファウラー、A。（1913年）。「返信先：ヘリウムと水素のスペクトル」。自然。92（2295）：232–233。Bibcode：1913Natur..92..232F。土井：10.1038 / 092232a0。S2CID  3981817。
  58. ^ ボーア、N。（1915年）。「水素とヘリウムのスペクトル」。自然。95（6–7）：6–7。Bibcode：1915Natur..95 .... 6B。土井：10.1038 / 095006a0。S2CID  3947572。
  59. ^ Kapitza、P。（1938）「λ点以下の液体ヘリウムの粘度」。自然。141（3558）：74 Bibcode：1938Natur.141 ... 74K。土井：10.1038 / 141074a0。S2CID  3997900。
  60. ^ オシェロフ、DD; リチャードソン、RC; リー、DM（1972）。「ソリッド彼の新しいフェーズの証拠3」。物理学 レット牧師。28（14）：885–888。Bibcode：1972PhRvL..28..885O。土井：10.1103 /PhysRevLett.28.885。S2CID  89609083。
  61. ^ マクファーランド、DF（1903）。「デクスター、カンの井戸からのガスの組成」。カンザス科学アカデミーの取引。19：60–62。土井：10.2307 / 3624173。JSTOR  3624173。
  62. ^ 「カンザス大学での天然ガス中のヘリウムの発見」。国立歴史化学ランドマーク。アメリカ化学会。2014-02-26にオリジナルからアーカイブされました。2014年2月21日取得。
  63. ^ キャディ、HP; マクファーランド、DF（1906）。「天然ガス中のヘリウム」。科学。24（611）：344 Bibcode：1906Sci .... 24..344D。土井：10.1126 /science.24.611.344。PMID  17772798。
  64. ^ キャディ、HP; マクファーランド、DF（1906）。「カンザス天然ガス中のヘリウム」。カンザス科学アカデミーの取引。20：80–81。土井：10.2307 / 3624645。JSTOR  3624645。
  65. ^ エメ、ユージンM.コンプ。、ed。（1961年）。「航空宇宙工学年表、1920年から1924年」。航空学と宇宙工学：宇宙探査における科学技術のアメリカの年代学、1915年から1960年。ワシントンDC：NASA。pp。11–19。
  66. ^ ヒレレット、N。（1999）。「リーク検出」 （PDF）。S.ターナー（編）。CERN加速器学校、真空技術：議事録：Scanticon Conference Centre、デンマーク、Snekersten、1999年5月28日から6月3日。スイス、ジュネーブ：CERN。pp。203–212。ヘリウムリーク検出方法の原点は、マンハッタン計画と、ウラン濃縮プラントに必要な前例のないリークタイト要件でした。リークチェックに必要な感度は、ヘリウム質量に合わせて調整されたAOCNier博士によって設計された質量分析計の選択につながりました。
  67. ^ ウィリアムソン、ジョンG.（1968）。「カンザスのエネルギー」。カンザス科学アカデミーの取引。71（4）：432–438。土井：10.2307 / 3627447。JSTOR  3627447。
  68. ^ 「保全ヘリウム販売」 （PDF）。連邦官報。70（193）：58464.2005-10-06。2008-10-31のオリジナルからアーカイブ （PDF）。2008年7月20日取得。
  69. ^ a b Stwertka、Albert（1998）。要素へのガイド：改訂版。ニューヨーク; オックスフォード大学出版局、p。24。 ISBN  0-19-512708-0
  70. ^ Pub.L.  104–273：1996年のヘリウム民営化法（テキスト） （pdf）
  71. ^ エグゼクティブサマリー。nap.edu。2000. doi： 10.17226 / 9860。ISBN 978-0-309-07038-6。2008-03-27にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月20日取得。
  72. ^ マリンズ、PV; グッドリング、RM（1951）。ヘリウム。鉱山局/鉱物年鑑1949年。599〜602ページ。2008年12月6日にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月20日取得。
  73. ^ 「ヘリウムエンドユーザー統計」 （PDF）。米国地質調査所。2008年9月 21日のオリジナルからアーカイブ（PDF）。2008年7月20日取得。
  74. ^ a b c スミス、EM; グッドウィン、TW; Schillinger、J。（2003）。「次の10年におけるヘリウムの世界的な供給への挑戦」。極低温工学の進歩。49. A（710）：119–138。Bibcode：2004AIPC..710..119S。土井：10.1063 /1.1774674。S2CID  109060534。
  75. ^ カプラン、カレンH.（2007年6月）。「ヘリウム不足は研究と産業を妨げる」。今日の物理学。アメリカ物理学協会。60（6）：31–32。Bibcode：2007PhT .... 60f..31K。土井：10.1063 /1.2754594。
  76. ^ バス、サリッシュ（2007年10月）。山芋、フィリップ（編）。「アップデート：薄い空気に」。サイエンティフィックアメリカン。297（4）。Scientific American、Inc.p。18.アーカイブ元2008-12-06に。2008年8月4日取得。
  77. ^ a b c ニューコム、ティム（2012年8月21日）。「ヘリウムが不足している-そしてそれは単なる気球以上のものに影響を及ぼしている」。Time.com。2013年12月29日にオリジナルからアーカイブされました。2013年9月16日取得。
  78. ^ 「エア・リキード|産業と健康のためのガス、技術、サービスの世界的リーダー」。2015年2月19日のアーカイブ元2014年9月14日に。2015年5月25日取得。 エア・リキードのプレスリリース。
  79. ^ 「中東の混乱は、原子力、宇宙飛行、誕生日用気球の重要な資源を混乱させています」。Washingtonpost.com。2017年6月26日。2017年6月26日のオリジナルからアーカイブ。2017年6月26日取得。
  80. ^ http://www.gasworld.com/2015-what-lies-ahead-part-1/2004706.article アーカイブ2015年1月17日にウェイバックマシンGasworld、2014年12月25日。
  81. ^ 「AirProducts（APD）の収益は第2四半期に予想外になりますか？-アナリストブログ」。NASDAQ.com。2015年4月28日。2019年7月15日のオリジナルからアーカイブ。2019年8月4日取得。
  82. ^ ワトキンス、セイヤー。「ニールスボーアの旧量子物理学とヘリウムのスペクトル：ボーアモデルの修正版」。サンノゼ州立大学。2009年5月26日にオリジナルからアーカイブされました。2009年6月24日取得。
  83. ^ Lewars、Errol G.（2008）。マーベルのモデリング。スプリンガー。pp。70–71。Bibcode：2008moma.book ..... L。ISBN 978-1-4020-6972-7。
  84. ^ ワイス、レイF.（1971）。「水と海水へのヘリウムとネオンの溶解度」。J.Chem。エンジニアリング データ。16（2）：235–241。土井：10.1021 / je60049a019。
  85. ^ シャーリン、P。; Battino、R。; 新羅、E。; トゥニョン、I。; Pascual-Ahuir、JL（1998）。「水へのガスの溶解度：溶解度と最初の溶媒和シェル内の水分子の数との相関関係」。ピュアアンドアプライドケミストリー。70（10）：1895–1904。土井：10.1351 / pac199870101895。S2CID  96604119。
  86. ^ ストーン、ジャックA。; Stejskal、Alois（2004）。「屈折率の標準としてのヘリウムの使用：ガス屈折計のエラーの修正」。メトロロジア。41（3）：189–197。Bibcode：2004Metro..41..189S。土井：10.1088 / 0026-1394 / 41/3/012。
  87. ^ ビューラー、F。; ウィスコンシン州アックスフォード; Chivers、HJA; マーティン、K。（1976）。「オーロラのヘリウム同位体」。J.地球物理学。解像度。81（1）：111–115。Bibcode：1976JGR .... 81..111B。土井：10.1029 / JA081i001p00111。
  88. ^ 「固体ヘリウム」。アルバータ大学物理学部。2005-10-05。2008年5月31日にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月20日取得。
  89. ^ a b c d e ライド、DR、編 （2005）。化学および物理学のCRCハンドブック（第86版）。ボカラトン（FL）：CRCプレス。ISBN 0-8493-0486-5。
  90. ^ グリイ、ER（1973）。「液体と固体の4Heにおける圧力-体積-温度の関係」。Journal of Low TemperaturePhysics。11（1–2）：33–52。Bibcode：1973JLTP ... 11 ... 33G。土井：10.1007 / BF00655035。S2CID  189850188。
  91. ^ ヘンショー、DB（1958）。「中性子回折による固体ヘリウムの構造」。物理的レビューレター。109（2）：328–330。Bibcode：1958PhRv..109..328H。土井：10.1103 /PhysRev.109.328。
  92. ^ Pinceaux、J.-P。; モーリー、J.-P。; ベッソン、J.-M。（1979）。「室温、高圧下でのヘリウムの凝固」 （PDF）。Journal de PhysiqueLettres。40（13）：307–308。土井：10.1051 / jphyslet：019790040013030700。
  93. ^ ライド、DR、編 （2005）。化学および物理学のCRCハンドブック（第86版）。ボカラトン（FL）：CRCプレス。p。6-120。ISBN 0-8493-0486-5。
  94. ^ ホーエンバーグ、PC; マーティン、PC（2000）。「超流動ヘリウムの微視的理論」。物理学年報。281（1–2）：636–705 12091211. Bibcode：2000AnPhy.281..636H。土井：10.1006 /aphy.2000.6019。
  95. ^ ワーナー、ブレント。「液体ヘリウム入門」。NASA。2005-09-01にオリジナルからアーカイブされました。2007年1月5日取得。
  96. ^ フェアバンク、HA; コネチカット州レーン（1949年）。「液体ヘリウムのロリン膜速度」。フィジカルレビュー。76（8）：1209–1211。Bibcode：1949PhRv ... 76.1209F。土井：10.1103 /PhysRev.76.1209。
  97. ^ Rollin、BV; サイモン、F。（1939年）。「液体ヘリウムIIの「フィルム」現象について」。フィジカ。6（2）：219–230。Bibcode：1939Phy ..... 6..219R。土井：10.1016 / S0031-8914（39）80013-1。
  98. ^ エリス、フレッドM.（2005）。「サードサウンド」。ウェズリアン量子液体研究所。2007年6月21日にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月23日取得。
  99. ^ バーグマン、D。（1949年）。「薄いHeIIフィルムの流体力学とサードサウンド」。フィジカルレビュー。188（1）：370–384。Bibcode：1969PhRv..188..370B。土井：10.1103 /PhysRev.188.370。
  100. ^ a b ワイス、アキム。「過去の要素：ビッグバン元素合成と観察」。マックスプランク重力物理学研究所。2010年7月29日にオリジナルからアーカイブされました。2008年6月23日取得。; Coc、Alain; バンジョーニ-フラム、エリザベス; Descouvemont、Pierre; Adahchour、アブデラヒム; アングロ、カルメン（2004）。「WMAP観測と豊富な軽元素に直面した更新されたビッグバン元素合成」。アストロフィジカルジャーナル。600（2）：544–552。arXiv：astro-ph / 0309480。Bibcode：2004ApJ ... 600..544C。土井：10.1086 / 380121。S2CID  16276658。
  101. ^ a b アンダーソン、ドンL。; フォルガー、GR; マイボーム、A。（2006-09-02）。「ヘリウムの基礎」。MantlePlumes.org。2007年2月8日にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月20日取得。
  102. ^ ノビック、アーロン（1947）。「トリチウムの半減期」。フィジカルレビュー。72（10）：972 Bibcode：1947PhRv ... 72..972N。土井：10.1103 /PhysRev.72.972.2。
  103. ^ Zastenker、GN; サレルノ、E。; ビューラー、F。; Bochsler、P。; Bassi、M。; アガフォノフ、ユウ。N。; Eisomont、NA; Khrapchenkov、VV; etal。（2002）。「直接測定に基づく星間中性ヘリウムの同位体組成と存在量」。天体物理学。45（2）：131–142。Bibcode：2002Ap ..... 45..131Z。土井：10.1023 / A：1016057812964。S2CID  116957905。
  104. ^ 「ヘリウム3の月の採掘」。ウィスコンシン大学マディソン校のフュージョンテクノロジーインスティテュート。2007-10-19。2010年6月9日にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月9日取得。
  105. ^ Slyuta、EN; アブドラキモフ、AM; ガリモフ、EM（2007）。「月のレゴリスにおけるヘリウム3の推定埋蔵量の推定」 （PDF）。月惑星科学会議（1338）：2175. Bibcode：2007LPI .... 38.2175S。2008年7月5日にオリジナルからアーカイブ （PDF）。2008年7月20日取得。
  106. ^ ヘドマン、エリックR.（2006-01-16）。「ジェラルド・クルシンスキーとの魅力的な時間」。スペースレビュー。2011-01-09にオリジナルからアーカイブされました。2008年7月20日取得。
  107. ^ Hiby、Julius W.（1939）"Massenspektrographische Untersuchungen an Wasserstoff- und Heliumkanalstrahlen（H+
    3    、H−
    2    、HeH+
    、HeD+
    、彼−
    ）」。Physik社デルAnnalen。426（5）：473から487まで。Bibcode：1939AnP ... 426..473H。DOI：10.1002 / andp.19394260506。
  108. ^ フリードリヒ、ブジェチスラフ（2013年4月8日）。「李と彼の原子の間の壊れやすい連合」。物理学。6：42 Bibcode：2013PhyOJ ... 6 ... 42F。土井：10.1103 /Physics.6.42。hdl：11858 / 00-001M-0000-000E-F3CF-5。2017年8月29日にオリジナルからアーカイブされました。2019年8月24日取得。
  109. ^ ウォン、ミンワ（2000）。「準安定ヘリウム化合物の予測：HHeF」。アメリカ化学会誌。122（26）：6289–6290。土井：10.1021 / ja9938175。
  110. ^ Grochala、W。（2009）。「ヘリウムと酸素の間の化学結合について」。ポーランドの化学ジャーナル。83：87–122。
  111. ^ 「ポーランドの化学者によって予測されたヘリウムの化学的貴族の崩壊」 （PDF）。2009年3月19日にオリジナル （PDF）からアーカイブされました。2009年5月15日取得。
  112. ^ サンダース、マーティン; Jiménez-Vázquez、Hugo A。; クロス、R。ジェームズ; ポレダ、ロバートJ.（1993）。「ヘリウムとネオンの安定した化合物：He @ C60とNe @ C60」。科学。259（5100）：1428–1430。Bibcode：1993Sci ... 259.1428S。土井：10.1126 /science.259.5100.1428。PMID  17801275。S2CID  41794612。
  113. ^ サンダース、マーティン; Jiménez-Vázquez、Hugo A。; クロス、R。ジェームズ; Mroczkowski、スタンリー; フリードバーグ、ダロンI。; アネット、フランクAL（1994）。「によってフラーレンの内部を探る3内包の彼NMR分光法3 C @彼は60と3 C @彼70」。自然。367（6460）：256–258。Bibcode：1994Natur.367..256S。土井：10.1038 / 367256a0。S2CID  4273677。
  114. ^ Vos, W. L.; Finger, L. W.; Hemley, R. J.; Hu, J. Z.; Mao, H. K.; Schouten, J. A. (1992). "A high-pressure van der Waals compound in solid nitrogen-helium mixtures". Nature. 358 (6381): 46–48. Bibcode:1992Natur.358...46V. doi:10.1038/358046a0. S2CID 4313676.
  115. ^ Dong, Xiao; Oganov, Artem R.; Goncharov, Alexander F.; Stavrou, Elissaios; Lobanov, Sergey; Saleh, Gabriele; Qian, Guang-Rui; Zhu, Qiang; Gatti, Carlo; Deringer, Volker L.; Dronskowski, Richard; Zhou, Xiang-Feng; Prakapenka, Vitali B.; Konôpková, Zuzana; Popov, Ivan A.; Boldyrev, Alexander I.; Wang, Hui-Tian (2017). "A stable compound of helium and sodium at high pressure". Nature Chemistry. 9 (5): 440–445. arXiv:1309.3827. Bibcode:2017NatCh...9..440D. doi:10.1038/nchem.2716. ISSN 1755-4330. PMID 28430195. S2CID 20459726.
  116. ^ Oliver, B. M.; Bradley, James G. (1984). "Helium concentration in the Earth's lower atmosphere". Geochimica et Cosmochimica Acta. 48 (9): 1759–1767. Bibcode:1984GeCoA..48.1759O. doi:10.1016/0016-7037(84)90030-9.
  117. ^ "The Atmosphere: Introduction". JetStream – Online School for Weather. National Weather Service. 2007-08-29. Archived from the original on January 13, 2008. Retrieved 2008-07-12.
  118. ^ Lie-Svendsen, Ø.; Rees, M. H. (1996). "Helium escape from the terrestrial atmosphere: The ion outflow mechanism". Journal of Geophysical Research. 101 (A2): 2435–2444. Bibcode:1996JGR...101.2435L. doi:10.1029/95JA02208.
  119. ^ Strobel, Nick (2007). "Atmospheres". Nick Strobel's Astronomy Notes. Archived from the original on 2010-09-28. Retrieved 2007-09-25.
  120. ^ G. Brent Dalrymple. "How Good Are Those Young-Earth Arguments?". Archived from the original on 2011-06-07. Retrieved 2011-02-13.
  121. ^ "Pitchblende". Mindat.org. Retrieved 14 February 2020.
  122. ^ "Monazite". Mindat.org. Retrieved 14 February 2020.
  123. ^ "Monazite-(Ce)". Mindat.org. Retrieved 14 February 2020.
  124. ^ Cook, Melvine A. (1957). "Where is the Earth's Radiogenic Helium?". Nature. 179 (4552): 213. Bibcode:1957Natur.179..213C. doi:10.1038/179213a0. S2CID 4297697.
  125. ^ Aldrich, L. T.; Nier, Alfred O. (1948). "The Occurrence of He3 in Natural Sources of Helium". Phys. Rev. 74 (11): 1590–1594. Bibcode:1948PhRv...74.1590A. doi:10.1103/PhysRev.74.1590.
  126. ^ Morrison, P.; Pine, J. (1955). "Radiogenic Origin of the Helium Isotopes in Rock". Annals of the New York Academy of Sciences. 62 (3): 71–92. Bibcode:1955NYASA..62...71M. doi:10.1111/j.1749-6632.1955.tb35366.x. S2CID 85015694.
  127. ^ Zartman, R. E.; Wasserburg, G. J.; Reynolds, J. H. (1961). "Helium Argon and Carbon in Natural Gases" (PDF). Journal of Geophysical Research. 66 (1): 277–306. Bibcode:1961JGR....66..277Z. doi:10.1029/JZ066i001p00277. Archived (PDF) from the original on 2017-08-09. Retrieved 2019-01-29.
  128. ^ Broadhead, Ronald F. (2005). "Helium in New Mexico—geology distribution resource demand and exploration possibilities" (PDF). New Mexico Geology. 27 (4): 93–101. Archived from the original (PDF) on 2012-03-30. Retrieved 2008-07-21.
  129. ^ "Press release: The unbearable lightness of helium..." European Association of Geochemistry. Archived from the original on 2015-09-06. Retrieved 5 March 2017.
  130. ^ Science, Ian (28 June 2016). "Huge helium gas find in east Africa averts medical shortage". The Guardian. Archived from the original on 22 February 2017. Retrieved 5 March 2017.
  131. ^ Winter, Mark (2008). "Helium: the essentials". University of Sheffield. Archived from the original on 2008-07-14. Retrieved 2008-07-14.
  132. ^ Cai, Z.; et al. (2007). Modelling Helium Markets (PDF). University of Cambridge. Archived from the original (PDF) on 2009-03-26. Retrieved 2008-07-14.
  133. ^ Helium (PDF). Mineral Commodity Summaries. U.S. Geological Survey. 2009. pp. 74–75. Archived (PDF) from the original on 2009-08-14. Retrieved 2009-12-19.
  134. ^ a b "Air Liquide and Linde in Helium Hunt as Texas Reserves Dry Up". Bloomberg. 2014. Archived from the original on 2017-03-10. Retrieved 2017-03-07.
  135. ^ Briggs, Helen (28 June 2016). "Helium discovery a 'game-changer'". BBC News. Archived from the original on 28 June 2016. Retrieved 2016-06-28.
  136. ^ Chen, Stephen (28 Jul 2020). "China opens first large-scale helium plant as it tries to reduce reliance on US imports". South China Morning Post. Beijing, China. Retrieved 28 Jul 2020.
  137. ^ Pierce, A. P., Gott, G. B., and Mytton, J. W. (1964). "Uranium and Helium in the Panhandle Gas Field Texas, and Adjacent Areas", Geological Survey Professional Paper 454-G, Washington:US Government Printing Office
  138. ^ "Responsible Helium Administration and Stewardship Act (H.R. 527)". House Committee on Natural Resources. Committee on Natural Resources United States House of Representatives. Archived from the original on 2017-03-06. Retrieved 5 March 2017.
  139. ^ Belyakov, V. P.; Durgar'yan, S. G.; Mirzoyan, B. A. (1981). "Membrane technology—A new trend in industrial gas separation". Chemical and Petroleum Engineering. 17 (1): 19–21. doi:10.1007/BF01245721. S2CID 109199653.
  140. ^ Committee on the Impact of Selling, Table 4.2 Archived 2014-09-10 at the Wayback Machine
  141. ^ Committee on the Impact of Selling, see page 40 Archived 2014-05-29 at the Wayback Machine for the estimate of total theoretical helium production by neon and liquid air plants
  142. ^ Dee, P. I.; Walton E. T. S. (1933). "A Photographic Investigation of the Transmutation of Lithium and Boron by Protons and of Lithium by Ions of the Heavy Isotope of Hydrogen". Proceedings of the Royal Society of London. 141 (845): 733–742. Bibcode:1933RSPSA.141..733D. doi:10.1098/rspa.1933.0151. S2CID 96565428.
  143. ^ Connor, Steve (23 August 2010). "Richard Coleman campaigning against US Congress' decision to sell all helium supplies by 2015". London: Independent.co.uk. Archived from the original on 14 November 2010. Retrieved 2010-11-27.
  144. ^ Nuttall, William J.; Clarke, Richard H.; Glowacki, Bartek A. (2012). "Resources: Stop squandering helium". Nature. 485 (7400): 573–575. Bibcode:2012Natur.485..573N. doi:10.1038/485573a. PMID 22660302. S2CID 10351068.
  145. ^ a b U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey (2015). "Helium" (PDF). Mineral Commodity Summaries 2014. pp. 72–73. Archived from the original on 2014-04-04. Retrieved 2014-05-31.
  146. ^ Helium sell-off risks future supply Archived 2012-06-10 at the Wayback Machine, Michael Banks, Physics World, 27 January 2010. accessed February 27, 2010.
  147. ^ Beckwith, I. E.; Miller, C. G. (1990). "Aerothermodynamics and Transition in High-Speed Wind Tunnels at Nasa Langley". Annual Review of Fluid Mechanics. 22 (1): 419–439. Bibcode:1990AnRFM..22..419B. doi:10.1146/annurev.fl.22.010190.002223.
  148. ^ Morris, C.I. (2001). Shock Induced Combustion in High Speed Wedge Flows (PDF). Stanford University Thesis. Archived from the original (PDF) on 2009-03-04.
  149. ^ a b Considine, Glenn D., ed. (2005). "Helium". Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. Wiley-Interscience. pp. 764–765. ISBN 978-0-471-61525-5.
  150. ^ Hablanian, M. H. (1997). High-vacuum technology: a practical guide. CRC Press. p. 493. ISBN 978-0-8247-9834-5.
  151. ^ Ekin, Jack W. (2006). Experimental Techniques for Low-Temperature measurements. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-857054-7.
  152. ^ Fowler, B.; Ackles, K. N.; G, Porlier (1985). "Effects of inert gas narcosis on behavior—a critical review". Undersea Biomedical Research. 12 (4): 369–402. PMID 4082343. Archived from the original on 2010-12-25. Retrieved 2008-06-27.
  153. ^ Thomas, J. R. (1976). "Reversal of nitrogen narcosis in rats by helium pressure". Undersea Biomed. Res. 3 (3): 249–59. PMID 969027. Archived from the original on 2008-12-06. Retrieved 2008-08-06.
  154. ^ Butcher, Scott J.; Jones, Richard L.; Mayne, Jonathan R.; Hartley, Timothy C.; Petersen, Stewart R. (2007). "Impaired exercise ventilatory mechanics with the self-contained breathing apparatus are improved with heliox". European Journal of Applied Physiology. 101 (6): 659–69. doi:10.1007/s00421-007-0541-5. PMID 17701048. S2CID 7311649.
  155. ^ "Heliox21". Linde Gas Therapeutics. 27 January 2009. Archived from the original on 10 September 2011. Retrieved 13 April 2011.
  156. ^ a b Hunger, W. L., Jr.; Bennett, P. B. (1974). "The causes, mechanisms and prevention of the high pressure nervous syndrome". Undersea Biomed. Res. 1 (1): 1–28. ISSN 0093-5387. OCLC 2068005. PMID 4619860. Archived from the original on 2010-12-25. Retrieved 2008-04-07.
  157. ^ Rostain, J. C.; Gardette-Chauffour, M. C.; Lemaire, C.; Naquet, R. (1988). "Effects of a H2-He-O2 mixture on the HPNS up to 450 msw". Undersea Biomed. Res. 15 (4): 257–70. OCLC 2068005. PMID 3212843. Archived from the original on 2008-12-06. Retrieved 2008-06-24.
  158. ^ Belcher, James R.; Slaton, William V.; Raspet, Richard; Bass, Henry E.; Lightfoot, Jay (1999). "Working gases in thermoacoustic engines". The Journal of the Acoustical Society of America. 105 (5): 2677–2684. Bibcode:1999ASAJ..105.2677B. doi:10.1121/1.426884. PMID 10335618.
  159. ^ Makhijani, Arjun; Gurney, Kevin (1995). Mending the Ozone Hole: Science, Technology, and Policy. MIT Press. ISBN 978-0-262-13308-1.
  160. ^ Gallagher, Sean (November 4, 2013). "HGST balloons disk capacity with helium-filled 6TB drive". Ars Technica. Archived from the original on July 7, 2017. Retrieved June 14, 2017.
  161. ^ Jakobsson, H. (1997). "Simulations of the dynamics of the Large Earth-based Solar Telescope". Astronomical & Astrophysical Transactions. 13 (1): 35–46. Bibcode:1997A&AT...13...35J. doi:10.1080/10556799708208113.
  162. ^ Engvold, O.; Dunn, R.B.; Smartt, R. N.; Livingston, W. C. (1983). "Tests of vacuum VS. helium in a solar telescope". Applied Optics. 22 (1): 10–12. Bibcode:1983ApOpt..22...10E. doi:10.1364/AO.22.000010. PMID 20401118.
  163. ^ "LHC: Facts and Figures" (PDF). CERN. Archived from the original (PDF) on 2011-07-06. Retrieved 2008-04-30.
  164. ^ "Helium, USP: FDA-Approved Drugs". U.S. Food and Drug Administration. Retrieved 30 April 2020.
  165. ^ "FDA approval letter" (PDF). 14 April 2020. Retrieved 30 April 2020.
  166. ^ Oberhaus, Daniel (30 October 2018). "Why a Helium Leak Disabled Every iPhone in a Medical Facility". Motherboard. Vice Media. Archived from the original on 1 November 2018. Retrieved 31 October 2018.
  167. ^ Ackerman, M. J.; Maitland, G. (1975). "Calculation of the relative speed of sound in a gas mixture". Undersea Biomed Res. 2 (4): 305–10. PMID 1226588. Archived from the original on 2011-01-27. Retrieved 2008-08-09.
  168. ^ "Why does helium make your voice squeaky?". 14 July 2000. Archived from the original on 24 March 2013. Retrieved 2013-06-08.
  169. ^ a b Grassberger, Martin; Krauskopf, Astrid (2007). "Suicidal asphyxiation with helium: Report of three cases Suizid mit Helium Gas: Bericht über drei Fälle". Wiener Klinische Wochenschrift (in German and English). 119 (9–10): 323–325. doi:10.1007/s00508-007-0785-4. PMID 17571238. S2CID 22894287.
  170. ^ a b c d Montgomery B.; Hayes S. (2006-06-03). "2 found dead under deflated balloon". Tampa Bay Times. Archived from the original on 2013-12-30. Retrieved 2013-12-29.
  171. ^ a b "Two students die after breathing helium". CBC. 4 June 2006. Archived from the original on 31 December 2013. Retrieved 30 December 2013.
  172. ^ a b "Helium inhalation – it's no laughing matter – Article courtesy of BOC Gases". Balloon Artists & Suppliers Association of Australasia Ltd. Archived from the original on 2014-01-14. Retrieved 2014-01-03.
  173. ^ a b "Dangers of Helium Inhalation". Lou's Balloons. Archived from the original on 2014-01-04.
  174. ^ a b "Helium Gas Safety & Data Sheet". bouncetime. Archived from the original on 2015-04-22. Retrieved 2014-01-03.
  175. ^ a b Engber, Daniel (2006-06-13). "Stay Out of That Balloon!". Slate.com. Archived from the original on 2011-10-20. Retrieved 2008-07-14.
  176. ^ Josefson, D. (2000). "Imitating Mickey Mouse can be dangerous". BMJ: British Medical Journal. 320 (7237): 732. PMC 1117755. PMID 10720344.
  177. ^ "Teen Dies After Inhaling Helium". KTLA News. RIVERSIDE: ktla.com. January 6, 2010. Archived from the original on January 9, 2012. Retrieved 2010-11-19.
  178. ^ "Tributes to 'helium death' teenager from Newtownabbey". BBC Online. 19 November 2010. Archived from the original on 20 November 2010. Retrieved 2010-11-19.
  179. ^ Mather, Kate (24 February 2012). "Parents of Eagle Point girl who died from inhaling helium hope to save others from same fate". The Oregonian. Archived from the original on 6 December 2013. Retrieved 2013-06-08.
  180. ^ Barnard, Jeff (22 February 2012). "Ashley Long, Oregon Teenager, Dies After Inhaling Helium at Wild Party (VIDEO)". Huffington Post. Archived from the original on 31 December 2013. Retrieved 30 December 2013.
  181. ^ Barnard, Jeff (23 February 2012). "Teen girl dies after inhaling helium at party". Today. AP. Archived from the original on 2013-12-30. Retrieved 2013-12-30.
  182. ^ The Oxford Leader Newspaper, Sherman Publications, Inc., December 3, 2012.
  183. ^ "テレ朝事故で分かったヘリウム変声缶の危険性 意識を失うケースの大半が子ども" (in Japanese). 5 February 2015. Archived from the original on 5 February 2015. Retrieved 2015-02-05.
  184. ^ Rayman, Noah (5 February 2015). "J-Pop Teen Star Left in Coma After Inhaling Helium for TV Stunt". Time. Archived from the original on 5 February 2015. Retrieved 2015-02-06.
  185. ^ "アイドルが収録中に倒れ病院搬送 テレ朝、ヘリウムガス吸引" (in Japanese). 4 April 2015. Archived from the original on 4 February 2015. Retrieved 2015-02-04.
    "テレビ番組収録中、１２歳アイドルが意識失い救急搬送 ヘリウムガスが原因か" (in Japanese). 4 February 2015. Archived from the original on 4 February 2015. Retrieved 2015-02-04.
    "テレ朝謝罪、１２歳アイドルがヘリウム吸い救急搬送" (in Japanese). 4 February 2015. Archived from the original on 2015-02-04. Retrieved 2015-02-04.
    "3b Junior idol in coma after inhaling helium on TV Asahi program". 4 February 2015. Archived from the original on 4 February 2015. Retrieved 2015-02-04.
    "アイドル救急搬送騒動で制作会社が実績削除の不可解" (in Japanese). 4 February 2015. Archived from the original on 4 February 2015. Retrieved 2015-02-04.
  186. ^ "Japanese child star in coma after helium stunt goes wrong". BBC. 5 February 2015. Archived from the original on 5 February 2015. Retrieved 2015-02-06.
  187. ^ Rostain J.C.; Lemaire C.; Gardette-Chauffour M.C.; Doucet J.; Naquet R. (1983). "Estimation of human susceptibility to the high-pressure nervous syndrome". J Appl Physiol. 54 (4): 1063–70. doi:10.1152/jappl.1983.54.4.1063. PMID 6853282.

参考文献

  • Bureau of Mines (1967). Minerals yearbook mineral fuels Year 1965. II. U. S. Government Printing Office.
  • Committee on the Impact of Selling the Federal Helium Reserve; Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Applications; Commission on Engineering and Technical Systems; National Research Council (2000). The Impact of Selling the Federal Helium Reserve. The National Academies Press. ISBN 978-0-309-07038-6. Retrieved 2010-04-02.
  • Emsley, John (1998). The Elements (3rd ed.). New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-855818-7.
  • Vercheval, J. (2003). "The thermosphere: a part of the heterosphere". Belgian Institute for Space Aeronomy. Archived from the original on 2005-01-01. Retrieved 2008-07-12.

外部リンク

Listen to this article ( 58 minutes)
Spoken Wikipedia icon
This audio file was created from a revision of this article dated 15 July 2009  (2009-07-15), and does not reflect subsequent edits.
( Audio help · More spoken articles)

General

  • U.S. Government's Bureau of Land Management: Sources, Refinement, and Shortage. With some history of helium.
  • U.S. Geological Survey publications on helium beginning 1996: Helium
  • Where is all the helium? Aga website
  • It's Elemental – Helium
  • Chemistry in its element podcast (MP3) from the Royal Society of Chemistry's Chemistry World: Helium
  • International Chemical Safety Cards – Helium; includes health and safety information regarding accidental exposures to helium

More detail

  • Helium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
  • Helium at the Helsinki University of Technology; includes pressure-temperature phase diagrams for helium-3 and helium-4
  • Lancaster University, Ultra Low Temperature Physics – includes a summary of some low temperature techniques
  • Video: Demonstration of superfluid helium (Alfred Leitner, 1963, 38 min.)

Miscellaneous

  • Physics in Speech with audio samples that demonstrate the unchanged voice pitch
  • Article about helium and other noble gases

Helium shortage

  • America’s Helium Supply: Options for Producing More Helium from Federal Land: Oversight Hearing before the Subcommittee on Energy and Mineral Resources of the Committee on Natural Resources, U.S. House Of Representatives, One Hundred Thirteenth Congress, First Session, Thursday, July 11, 2013
  • Helium Program: Urgent Issues Facing BLM's Storage and Sale of Helium Reserves: Testimony before the Committee on Natural Resources, House of Representatives Government Accountability Office
  • Kramer, David (May 22, 2012). "Senate bill would preserve US helium reserve: Measure would give scientists first dibs on helium should a shortage develop. Physics Today web site". Archived from the original on October 27, 2012.
  • Richardson, Robert C.; Chan, Moses (2009). "Helium, when will it run out?" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2015-06-14.
Language
  • Thai
  • Français
  • Deutsch
  • Arab
  • Português
  • Nederlands
  • Türkçe
  • Tiếng Việt
  • भारत
  • 日本語
  • 한국어
  • Hmoob
  • ខ្មែរ
  • Africa
  • Русский

©Copyright This page is based on the copyrighted Wikipedia article "/wiki/Helium" (Authors); it is used under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License. You may redistribute it, verbatim or modified, providing that you comply with the terms of the CC-BY-SA. Cookie-policy To contact us: mail to admin@tvd.wiki

TOP