Hel

Hel
Hel w lampie wyładowczej
Zobacz artykuł na wikipedii Hel

Hel (He, Helium) – najlżejszy gaz szlachetny, drugi, po wodorze najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we Wszechświecie. Jeden z podstawowych składników procesów reakcji termojądrowych. Posiada obecnie znanych osiem izotopów^[1], z czego dwa stabilne i występujące z przyrodzie naturalnie (⁴He i rzadszy ³He).

symbol izotopu	Z(p)	N(n)	masa izotopu (u)	połówkowy czas rozpadu (w nawiasach energia rozpadu nietrwałych izotopów)
³He	2	1	3,0160293191(26)	stabilny
⁴He	2	2	4,00260325415(6)	stabilny
⁵He	2	3	5,01222(5)	700(30)•10^-24 s (0,60(2) MeV)
⁶He	2	4	6,0188891(8)	806,7(15) ms
⁷He	2	5	7,028021(18)	2,9(5)•10^-21 s (159(28) keV)
⁸He	2	6	8,033922(7)	119,0(15) ms
⁹He	2	7	9,04395(3)	7•10^-21 s (100 keV)
¹⁰He	2	8	10,05240(8)	2,7(18)•10^-21 s (0,17(11) MeV)

Hel jako chłodziwo reaktorowe[]

Główny artykuł: HTR

Hel został użyty w reaktorach gazowych, wysokotemperaturowych jako chłodziwo rdzenia ze względu na dwa czynniki: obojętność chemiczną i dobrą przekazywalność ciepła.

Hel jest jedynym pierwiastkiem, którego związku nie udało się uzyskać. W przeciwieństwie do wody, która przy kontakcie z grafitowymi prętami występującymi w reaktorach HTR, reaguje wydzielając tlenek węgla(II) i wodór, zgodnie z reakcją: ${H}_{2}{O}{+}{C}\rightarrow {C}{O}{+}{H}_{2}$ , hel jest całkowicie chemicznie obojętny względem grafitowych prętów nawet w temperaturze panującej w rdzeniu, czyli 1000^oC^[2].

Hel-3[]

Energetyka[]

Hel-3 jest nieradioaktywnym, występującym jedynie w ilościach śladowych na Ziemi substratem wysokoenergetycznych reakcji termojądrowych, w których nie powstają substancje promieniotwórcze. Obecnie nie jest znana metoda produkcji energii tą metodą, jednak wciąż trwają pracę nad tym, zwłaszcza ze strony Chin, Rosji i USA. Największe jego złoża znajdują się na Księżycu – szacuje się, iż na Księżycu jest 10 razy więcej energii w helu, niżeli na całej Ziemi w paliwach kopalnych. Powstał tam w wyniku oddziaływań wiatru słonecznego.

Hel-3 reaguje z deuterem wytwarzając hel-4 i prot zgodnie z równaniem: ${}^{3}{He}{+}{D}\rightarrow {}^{4}{He}{+}{}^{1}{H}$

Znakowanie[]

W fazie badawczej jest proces inhalacji płuc helem-3, w celu znakowania obrazu organu, za pomocą skanera MRI.

Helu-3 używa się do detekcji neutronów, co zawdzięcza wysokiemu przekrojowi czynnemu na absorpcję neutronów termicznych. Reakcji przebiega zgodnie z równaniem ${n}{+}{}^{3}{He}\rightarrow {T}{+}{}^{1}{H}{+}{0,764~MeV}$ Dzięki temu skonstruowane liczniki Geigera wykrywające neutrony.

Hel-4[]

Główny artykuł: Promieniowanie alfa

Hel-4 jest nieradioaktywnym, najbardziej rozpowszechnionym (99,999863% helu na Ziemi) izotopem helu. Jest jednym z ogniw łańcucha węglowego.
${3}^{4}{He}\rightarrow {}^{12}{C}$
${}^{12}{C}{+}{}^{4}{He}\rightarrow {}^{16}{O}$

Ze względu na specyficzną budowę jądra atomowego helu-4, można uznać je za specyficzny bozon, co niejako tłumaczy zjawisko „nadciekłośći” ciekłego helu-4, czyli całkowity zanik lepkości.

Przypisy[]

↑ Niektórzy naukowcy wysuwają teorię o istnieniu diprotonu, czyli izotopu helu-2, nie posiadającego neutronów. Oddziaływania elektrostatyczne między protonami i brak neutronów powodują, iż takowe jądro jest niestabilne.
↑ Temperatura gazu na wyjściu.

Ta strona zawiera treści z angielskiej Wikipedii.

Oryginalny artykuł był umieszczony pod nazwą Isotopes_of_helium. Lista autorów jest dostępna w historii strony.
Tak jak w u nas, tekst z Wikipedii jest udostępniony na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach.

[1] Niektórzy naukowcy wysuwają teorię o istnieniu diprotonu, czyli izotopu helu-2, nie posiadającego neutronów. Oddziaływania elektrostatyczne między protonami i brak neutronów powodują, iż takowe jądro jest niestabilne.

[2] Temperatura gazu na wyjściu.

[1]

[2]

Hel

Spis treści