हीलियम

From LTRC

हीलियम (helios से व्युत्पन्न) एक रासायनिक तत्व है; इसका प्रतीक He और परमाणु क्रमांक 2 है। यह एक रंगहीन, गंधहीन, गैर-विषैला, अक्रिय, एकपरमाणुक गैस है और आवर्त सारणी में उत्कृष्ट गैस समूह में पहला तत्व है।[note 1] इसका क्वथनांक सभी तत्वों में सबसे कम है, और मानक दबावों पर इसका कोई गलनांक नहीं होता है। यह हाइड्रोजन के बाद, अवलोकनीय ब्रह्मांड में दूसरा सबसे हल्का और दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। यह कुल तात्विक द्रव्यमान का लगभग 24% है, जो सभी भारी तत्वों के संयुक्त द्रव्यमान से 12 गुना से अधिक है। सूर्य और बृहस्पति दोनों में इसकी प्रचुरता इसी के समान है, क्योंकि हीलियम के बाद के अगले तीन तत्वों के संबंध में हीलियम-4 की बहुत उच्च नाभिकीय बंधन ऊर्जा (प्रति न्यूक्लियॉन) है। यह हीलियम-4 बंधन ऊर्जा यह भी बताती है कि यह नाभिकीय संलयन और रेडियोधर्मी क्षय दोनों का उत्पाद क्यों है। ब्रह्मांड में हीलियम का सबसे सामान्य समस्थानिक हीलियम-4 है, जिसका विशाल बहुमत बिग बैंग के दौरान बना था। तारों में हाइड्रोजन के नाभिकीय संलयन द्वारा बड़ी मात्रा में नया हीलियम बनता है।

हीलियम का पता पहली बार जॉर्जेस रेयेट द्वारा 1868 में सूर्य ग्रहण के दौरान सूर्य के प्रकाश में एक अज्ञात, पीले स्पेक्ट्रमी रेखा हस्ताक्षर के रूप में चला था,[8] कैप्टन सी. टी. हेग,[9] नॉर्मन आर. पोग्सन,[10] और लेफ्टिनेंट जॉन हर्शेल,[11] और बाद में फ्रांसीसी खगोलशास्त्री जूल्स जानसेन द्वारा इसकी पुष्टि की गई।[12] जानसेन को अक्सर नॉर्मन लॉकयर के साथ इस तत्व का पता लगाने का श्रेय दिया जाता है। जानसेन ने 1868 के सूर्य ग्रहण के दौरान हीलियम स्पेक्ट्रमी रेखा को रिकॉर्ड किया,[13] जबकि लॉकयर ने इसे ब्रिटेन से देखा। हालाँकि, केवल लॉकयर ने ही प्रस्तावित किया कि यह रेखा एक नए तत्व के कारण थी, जिसका नाम उन्होंने सूर्य के नाम पर रखा। इस तत्व की औपचारिक खोज 1895 में रसायनज्ञों सर विलियम रामसे, पर थियोडोर क्लेव, और निल्स अब्राहम लैंगलेट द्वारा की गई थी, जिन्होंने हीलियम को यूरेनियम अयस्क क्लेवाइट से निकलते हुए पाया, जिसे अब एक अलग खनिज प्रजाति नहीं, बल्कि यूरेनाइट की एक किस्म माना जाता है।[14][15] 1903 में, संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ हिस्सों में प्राकृतिक गैस क्षेत्रों में हीलियम के बड़े भंडार पाए गए, जो इस गैस का अब तक का सबसे बड़ा आपूर्तिकर्ता है।

द्रव हीलियम का उपयोग क्रायोजेनिक्स (इसका सबसे बड़ा एकल उपयोग, उत्पादन का लगभग एक चौथाई खपत) में, और सुपरकंडक्टिंग चुंबकों को ठंडा करने में किया जाता है, जिसका मुख्य व्यावसायिक अनुप्रयोग एमआरआई स्कैनर में है। हीलियम के अन्य औद्योगिक उपयोग—एक दबाव और शुद्धिकरण गैस के रूप में, आर्क वेल्डिंग के लिए एक सुरक्षात्मक वातावरण के रूप में, और सिलिकॉन वेफर बनाने के लिए क्रिस्टल उगाने जैसी प्रक्रियाओं में—उत्पादित गैस का आधा हिस्सा उपयोग करते हैं। एक छोटा लेकिन प्रसिद्ध उपयोग गुब्बारों और हवाई जहाजों में लिफ्टिंग गैस के रूप में है।[16] किसी भी गैस की तरह जिसका घनत्व हवा से भिन्न होता है, हीलियम की थोड़ी मात्रा को अंदर लेने से मानव आवाज की लय और गुणवत्ता अस्थायी रूप से बदल जाती है। वैज्ञानिक अनुसंधान में, हीलियम-4 (हीलियम I और हीलियम II) के दो तरल चरणों का व्यवहार क्वांटम यांत्रिकी (विशेष रूप से सुपरफ्लुइडिटी का गुण) का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं के लिए और परम शून्य के पास पदार्थ में उत्पन्न होने वाली घटनाओं, जैसे सुपरकंडक्टिविटी, को देखने वालों के लिए महत्वपूर्ण है।

पृथ्वी पर, यह अपेक्षाकृत दुर्लभ है—वायुमंडल में आयतन के अनुसार 5.2 ppm। आज मौजूद अधिकांश स्थलीय हीलियम भारी रेडियोधर्मी तत्वों (थोरियम और यूरेनियम, हालांकि अन्य उदाहरण भी हैं) के प्राकृतिक रेडियोधर्मी क्षय द्वारा बनाया जाता है, क्योंकि ऐसे क्षय द्वारा उत्सर्जित अल्फा कण हीलियम-4 नाभिक से बने होते हैं। यह रेडियोजेनिक हीलियम प्राकृतिक गैस के साथ 7% तक की सांद्रता में फंसा होता है, जहाँ से इसे आंशिक आसवन नामक कम तापमान वाली पृथक्करण प्रक्रिया द्वारा व्यावसायिक रूप से निकाला जाता है। स्थलीय हीलियम एक गैर-नवीकरणीय संसाधन है क्योंकि एक बार वायुमंडल में छोड़े जाने के बाद, यह तुरंत अंतरिक्ष में पलायन कर जाता है। माना जाता है कि इसकी आपूर्ति तेजी से कम हो रही है।[17][18] हालाँकि, कुछ अध्ययन बताते हैं कि रेडियोधर्मी क्षय द्वारा पृथ्वी की गहराई में उत्पादित हीलियम प्राकृतिक गैस भंडार में उम्मीद से अधिक मात्रा में एकत्र हो सकता है,[19] कुछ मामलों में ज्वालामुखी गतिविधि द्वारा जारी किया गया है।[20]

इतिहास

वैज्ञानिक खोजें

हीलियम का पहला प्रमाण 18 अगस्त, 1868 को सूर्य के वर्णमंडल के स्पेक्ट्रम में 587.49 नैनोमीटर की तरंगदैर्घ्य वाली एक चमकीली पीली रेखा के रूप में देखा गया था। यह रेखा भारत के गुंटूर में पूर्ण सूर्य ग्रहण के दौरान फ्रांसीसी खगोलशास्त्री जूल्स जानसेन द्वारा खोजी गई थी।[21][22] इस रेखा को शुरू में सोडियम माना गया था। उसी वर्ष 20 अक्टूबर को, अंग्रेजी खगोलशास्त्री नॉर्मन लॉकयर ने सौर स्पेक्ट्रम में एक पीली रेखा देखी, जिसे उन्होंने D3 नाम दिया क्योंकि यह सोडियम की ज्ञात D1 और D2 फ्राउनहोफर रेखाओं के करीब थी।[23][24] उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि यह सूर्य में पृथ्वी पर अज्ञात एक तत्व के कारण था। लॉकयर ने तत्व का नाम हीलियम रखा, जो सूर्य के लिए ग्रीक शब्द ἥλιος (helios) से लिया गया है।[25][26] कभी-कभी यह कहा जाता है कि अंग्रेजी रसायनज्ञ एडवर्ड फ्रैंकलैंड भी नामकरण में शामिल थे, लेकिन यह संभावना नहीं है क्योंकि उन्हें इस नए तत्व के अस्तित्व पर संदेह था। "-ium" अंत असामान्य है, क्योंकि यह सामान्यतः केवल धात्विक तत्वों पर लागू होता है; संभवतः लॉकयर, एक खगोलशास्त्री होने के नाते, रासायनिक सम्मेलनों से अनजान थे।[27]

दृश्य स्पेक्ट्रम की तस्वीर जिसमें सुपरइम्पोज़्ड तेज पीली और नीली और बैंगनी रेखाएं हैं
हीलियम की स्पेक्ट्रमी रेखाएं

1881 में, इतालवी भौतिक विज्ञानी लुइगी पामिएरी ने पहली बार पृथ्वी पर हीलियम का पता उसकी D3 स्पेक्ट्रमी रेखा के माध्यम से लगाया, जब उन्होंने माउंट वेसुवियस के हालिया विस्फोट के दौरान ऊर्ध्वपातित सामग्री का विश्लेषण किया।[28]

सर विलियम रामसे, स्थलीय हीलियम के खोजकर्ता
क्लेवाइट का नमूना जिससे रामसे ने पहली बार हीलियम को शुद्ध किया[29]

26 मार्च, 1895 को, स्कॉटिश रसायनज्ञ सर विलियम रामसे ने खनिज क्लेवाइट (कम से कम 10% दुर्लभ-मृदा तत्वों के साथ यूरेनाइट की एक किस्म) को खनिज अम्लों के साथ उपचारित करके पृथ्वी पर हीलियम को अलग किया। रामसे आर्गन की तलाश कर रहे थे लेकिन, सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा मुक्त गैस से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन को अलग करने के बाद, उन्होंने एक चमकीली पीली रेखा देखी जो सूर्य के स्पेक्ट्रम में देखी गई D3 रेखा से मेल खाती थी।[24][30][31][32] इन नमूनों की पहचान लॉकयर और ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी विलियम क्रुक्स द्वारा हीलियम के रूप में की गई थी।[33][34] इसे उसी वर्ष उप्साला, स्वीडन में रसायनज्ञों पर थियोडोर क्लेव और अब्राहम लैंगलेट द्वारा क्लेवाइट से स्वतंत्र रूप से अलग किया गया था, जिन्होंने इसके परमाणु भार को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए पर्याप्त गैस एकत्र की थी।[35][36][22][37] लॉकयर के हीलियम के साथ पहचान के बारे में जागरूक होने से पहले, रामसे ने मूल रूप से नई गैस का नाम क्रिप्टन रखने का इरादा किया था, एक नाम जिसे उन्होंने बाद में भारी उत्कृष्ट गैसों में से एक के लिए पुन: उपयोग किया।[27] हीलियम को अमेरिकी भू-रसायनज्ञ विलियम फ्रांसिस हिलेब्रांड द्वारा भी रामसे की खोज से पहले अलग किया गया था, जब उन्होंने खनिज यूरेनाइट के एक नमूने का परीक्षण करते समय असामान्य स्पेक्ट्रमी रेखाएं देखीं। हालाँकि, हिलेब्रांड ने इन रेखाओं का श्रेय नाइट्रोजन को दिया।[38] रामसे को उनका बधाई पत्र विज्ञान में खोज, और लगभग-खोज का एक दिलचस्प मामला प्रस्तुत करता है।[39]

1907 में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड और थॉमस रॉयड्स ने यह प्रदर्शित किया कि अल्फा कण हीलियम के नाभिक होते हैं। इसके लिए उन्होंने कणों को एक निर्वातित नली (evacuated tube) की पतली कांच की दीवार को भेदने दिया, और फिर नली के अंदर की नई गैस के स्पेक्ट्रम का अध्ययन करने के लिए उसमें विद्युत विसर्जन (discharge) उत्पन्न किया।[40] 1908 में, डच भौतिक विज्ञानी हेइके कामरलिंग ओनेस ने गैस को 5 K से कम तापमान पर ठंडा करके पहली बार हीलियम को द्रवित (liquefy) किया।[41][42] उन्होंने तापमान को और कम करके इसे ठोस बनाने का प्रयास किया लेकिन असफल रहे, क्योंकि हीलियम वायुमंडलीय दबाव पर ठोस नहीं होती है। ओनेस के छात्र विलेम हेंड्रिक कीसम अंततः 1926 में अतिरिक्त बाहरी दबाव डालकर 1 cm³ हीलियम को ठोस बनाने में सफल रहे।[43][44]

1913 में, नील्स बोर ने परमाणु संरचना पर अपनी "त्रयी" (trilogy) प्रकाशित की[45][46] जिसमें पिकरिंग-फाउलर श्रेणी (Pickering–Fowler series) पर पुनर्विचार को उनके परमाणु मॉडल के समर्थन में मुख्य प्रमाण के रूप में शामिल किया गया था।[47][48] यह श्रेणी एडवर्ड चार्ल्स पिकरिंग के नाम पर है, जिन्होंने 1896 में तारे ζ पपिस के स्पेक्ट्रम में पहले से अज्ञात रेखाओं के अवलोकन प्रकाशित किए थे[49] (अब यह ज्ञात है कि ये वोल्फ-रायट और अन्य गर्म तारों में होती हैं)।[50] पिकरिंग ने इस अवलोकन (455.1, 541.1, और 1012.3 nm पर रेखाएं) को अर्ध-पूर्णांक संक्रमण स्तरों वाले हाइड्रोजन के एक नए रूप के रूप में माना।[51][52] 1912 में, अल्फ्रेड फाउलर[53] हाइड्रोजन-हीलियम मिश्रण से समान रेखाएं उत्पन्न करने में कामयाब रहे, और उन्होंने पिकरिंग के निष्कर्ष का समर्थन किया।[54] बोर का मॉडल अर्ध-पूर्णांक संक्रमणों की अनुमति नहीं देता है (और न ही क्वांटम यांत्रिकी), और बोर ने निष्कर्ष निकाला कि पिकरिंग और फाउलर गलत थे, और इसके बजाय इन स्पेक्ट्रल रेखाओं को आयनित हीलियम, He⁺ को सौंपा।[55] फाउलर शुरू में संशयवादी थे[56] लेकिन अंततः वे आश्वस्त हो गए[57] कि बोर सही थे,[45] और 1915 तक "स्पेक्ट्रोस्कोपिस्टों ने [पिकरिंग-फाउलर श्रेणी को] निश्चित रूप से [हाइड्रोजन से] हीलियम में स्थानांतरित कर दिया था।"[48][58] पिकरिंग श्रेणी पर बोर के सैद्धांतिक कार्य ने "उन समस्याओं की पुन: जांच की आवश्यकता को प्रदर्शित किया जो शास्त्रीय सिद्धांतों के भीतर पहले ही हल हो चुकी थीं" और उनके परमाणु सिद्धांत के लिए महत्वपूर्ण पुष्टि प्रदान की।[48]

1938 में, रूसी भौतिक विज्ञानी प्योत्र लियोनिदोविच कपित्सा ने खोज की कि परम शून्य के निकट तापमान पर हीलियम-4 में लगभग कोई श्यानता (viscosity) नहीं होती है, एक ऐसी घटना जिसे अब अति-तरलता (superfluidity) कहा जाता है।[59] यह घटना बोस-आइंस्टीन संघनन से संबंधित है। 1972 में, अमेरिकी भौतिकविदों डगलस डी. ओशेरॉफ, डेविड एम. ली, और रॉबर्ट सी. रिचर्डसन द्वारा हीलियम-3 में भी यही घटना देखी गई, लेकिन परम शून्य के बहुत करीब के तापमान पर। हीलियम-3 में इस घटना को हीलियम-3 फर्मिऑन के युग्मन से बोसॉन बनने से संबंधित माना जाता है, जो इलेक्ट्रॉनों के कूपर युग्मों (Cooper pairs) द्वारा अतिचालकता (superconductivity) उत्पन्न करने के समान है।[60]

1961 में, विग्नोस और फेयरबैंक ने ठोस हीलियम-4 के एक अलग चरण के अस्तित्व की सूचना दी, जिसे गामा-चरण नामित किया गया। यह 1.45 K और 1.78 K के बीच दबाव की एक संकीर्ण सीमा के लिए मौजूद है।[61]

निष्कर्षण और उपयोग

section

द कंसास सिटी स्टार द्वारा KU में कैडी और मैकफारलैंड के प्रयोगों का कवरेज[62]

1903 में डेक्सटर, कंसास में तेल ड्रिलिंग अभियान के बाद एक गैस गीजर निकला जो जलता नहीं था, कंसास के भूविज्ञानी इरास्मस हॉवर्थ ने निकलने वाली गैस के नमूने एकत्र किए और उन्हें लॉरेंस स्थित कंसास विश्वविद्यालय ले गए, जहाँ रसायनज्ञों हैमिल्टन कैडी और डेविड मैकफारलैंड की मदद से उन्होंने पाया कि गैस में आयतन के अनुसार 72% नाइट्रोजन, 15% मीथेन (केवल पर्याप्त ऑक्सीजन के साथ दहनशील), 1% हाइड्रोजन और 12% एक अज्ञात गैस थी।[22][63] आगे के विश्लेषण के साथ, कैडी और मैकफारलैंड ने पाया कि गैस के नमूने का 1.84% हीलियम था।[64][65] इससे पता चला कि पृथ्वी पर अपनी समग्र दुर्लभता के बावजूद, हीलियम अमेरिकी ग्रेट प्लेन्स के नीचे बड़ी मात्रा में केंद्रित थी, जो प्राकृतिक गैस के उप-उत्पाद के रूप में निष्कर्षण के लिए उपलब्ध थी।[66]

ऐतिहासिक मार्कर, डेक्सटर, कंसास के पास एक विशाल हीलियम खोज को दर्शाता है

सर रिचर्ड थ्रेलफॉल के सुझाव के बाद, संयुक्त राज्य नौसेना ने प्रथम विश्व युद्ध के दौरान तीन छोटे प्रयोगात्मक हीलियम संयंत्रों को प्रायोजित किया। लक्ष्य बैरज बैलून को गैर-ज्वलनशील, हवा से हल्की गैस की आपूर्ति करना था। कार्यक्रम में कुल 5700 m³ 92% हीलियम का उत्पादन किया गया, भले ही पहले गैस का एक घन मीटर से भी कम हिस्सा प्राप्त हुआ था।[24] इस गैस का कुछ हिस्सा दुनिया के पहले हीलियम-युक्त एयरशिप, अमेरिकी नौसेना के सी-क्लास ब्लिम्प C-7 में उपयोग किया गया था, जिसने 1 दिसंबर, 1921 को हैम्पटन रोड्स, वर्जीनिया से वाशिंगटन, डी.सी. में बोलिंग फील्ड तक अपनी पहली यात्रा की थी,[67] जो नौसेना के पहले कठोर (rigid) हीलियम-युक्त एयरशिप, नौसेना विमान कारखाने द्वारा निर्मित यूएसएस 'शेनान्डाह' के सितंबर 1923 में उड़ान भरने से लगभग दो साल पहले था।

हालाँकि कम तापमान वाली गैस द्रवीकरण (gas liquefaction) का उपयोग करने वाली निष्कर्षण प्रक्रिया प्रथम विश्व युद्ध के दौरान महत्वपूर्ण होने के लिए विकसित नहीं की गई थी, लेकिन उत्पादन जारी रहा। हीलियम का उपयोग मुख्य रूप से हवा से हल्के विमानों में लिफ्टिंग गैस के रूप में किया जाता था। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, लिफ्टिंग गैस और शील्डेड आर्क वेल्डिंग के लिए हीलियम की मांग बढ़ गई। हीलियम मास स्पेक्ट्रोमीटर परमाणु बम मैनहट्टन प्रोजेक्ट में भी महत्वपूर्ण था।[68]

संयुक्त राज्य अमेरिका की सरकार ने 1925 में अमारिलो, टेक्सास में राष्ट्रीय हीलियम रिजर्व की स्थापना की, जिसका लक्ष्य युद्ध के समय सैन्य एयरशिप और शांति काल में वाणिज्यिक एयरशिप की आपूर्ति करना था।[24] 1925 के हीलियम अधिनियम के कारण, जिसने दुर्लभ हीलियम के निर्यात पर प्रतिबंध लगा दिया था जिस पर अमेरिका का तब उत्पादन एकाधिकार था, और गैस की अत्यधिक लागत के साथ, जर्मन ज़ेपेलिन को लिफ्टिंग गैस के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग करने के लिए मजबूर होना पड़ा, जो हिंडनबर्ग आपदा में कुख्यात हो गया। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद हीलियम बाजार में मंदी आई लेकिन 1950 के दशक में रिजर्व का विस्तार किया गया ताकि अंतरिक्ष दौड़ और शीत युद्ध के दौरान ऑक्सीजन/हाइड्रोजन रॉकेट ईंधन (अन्य उपयोगों के अलावा) बनाने के लिए शीतलक के रूप में तरल हीलियम की आपूर्ति सुनिश्चित की जा सके। 1965 में संयुक्त राज्य अमेरिका में हीलियम का उपयोग युद्धकालीन चरम खपत से आठ गुना से अधिक था।[69]

1960 के हीलियम अधिनियम संशोधनों (सार्वजनिक कानून 86-777) के बाद, यू.एस. खान ब्यूरो ने प्राकृतिक गैस से हीलियम को पुनः प्राप्त करने के लिए पांच निजी संयंत्रों की व्यवस्था की। इस हीलियम संरक्षण कार्यक्रम के लिए, ब्यूरो ने अमारिलो, टेक्सास के पास सरकार के आंशिक रूप से समाप्त हो चुके क्लिफसाइड गैस क्षेत्र के साथ उन संयंत्रों को जोड़ने के लिए बसटन, कंसास से 425 मील की पाइपलाइन बनाई। इस हीलियम-नाइट्रोजन मिश्रण को इंजेक्ट किया गया और क्लिफसाइड गैस क्षेत्र में तब तक संग्रहीत किया गया जब तक कि इसकी आवश्यकता न हो, जिस समय इसे और अधिक शुद्ध किया गया।[70]

1995 तक, गैस का एक अरब घन मीटर एकत्र किया जा चुका था और रिजर्व पर 1.4 बिलियन अमेरिकी डॉलर का कर्ज था, जिसके कारण संयुक्त राज्य कांग्रेस ने 1996 में रिजर्व को बंद करने का निर्णय लिया।[22][71] परिणामस्वरूप 1996 का हीलियम निजीकरण अधिनियम[72] (सार्वजनिक कानून 104-273) ने संयुक्त राज्य आंतरिक विभाग को रिजर्व को खाली करने का निर्देश दिया, जिसकी बिक्री 2005 तक शुरू होनी थी।[73]

1930 और 1945 के बीच उत्पादित हीलियम लगभग 98.3% शुद्ध (2% नाइट्रोजन) था, जो एयरशिप के लिए पर्याप्त था। 1945 में, वेल्डिंग उपयोग के लिए 99.9% हीलियम की थोड़ी मात्रा का उत्पादन किया गया था। 1949 तक, ग्रेड ए 99.95% हीलियम की वाणिज्यिक मात्रा उपलब्ध थी।[74]

कई वर्षों तक, संयुक्त राज्य अमेरिका ने दुनिया में 90% से अधिक व्यावसायिक रूप से उपयोग योग्य हीलियम का उत्पादन किया, जबकि कनाडा, पोलैंड, रूस और अन्य देशों में निष्कर्षण संयंत्रों ने शेष का उत्पादन किया। 1990 के दशक के मध्य में, अल्जीरिया के अरज़ेव में एक नया संयंत्र, जो 17 मिलियन m³ का उत्पादन करता था, ने परिचालन शुरू किया, जिसमें यूरोप की पूरी मांग को पूरा करने के लिए पर्याप्त उत्पादन था। इस बीच, 2000 तक, अमेरिका के भीतर हीलियम की खपत प्रति वर्ष 15 मिलियन किलोग्राम से अधिक हो गई थी।[75] 2004-2006 में, कतर के रास लाफ़ान औद्योगिक शहर और अल्जीरिया के स्किग्दा में अतिरिक्त संयंत्र बनाए गए। अल्जीरिया तेजी से हीलियम का दूसरा प्रमुख उत्पादक बन गया।[76] इस दौरान, हीलियम की खपत और हीलियम उत्पादन की लागत दोनों में वृद्धि हुई।[77] 2002 से 2007 तक हीलियम की कीमतें दोगुनी हो गईं।[78]

2012 तक, संयुक्त राज्य राष्ट्रीय हीलियम रिजर्व दुनिया के 30 प्रतिशत हीलियम के लिए जिम्मेदार था।[79] रिजर्व के 2018 में समाप्त होने की उम्मीद थी।[79] इसके बावजूद, संयुक्त राज्य सीनेट में एक प्रस्तावित विधेयक रिजर्व को गैस बेचना जारी रखने की अनुमति देगा। अन्य बड़े भंडार कंसास, संयुक्त राज्य अमेरिका में ह्यूगोटन प्राकृतिक गैस क्षेत्र, और कंसास तथा टेक्सास और ओक्लाहोमा के पैनहैंडल के पास के गैस क्षेत्रों में थे। 2012 में कतर, रूस और अमेरिकी राज्य व्योमिंग में नए हीलियम संयंत्र खुलने वाले थे, लेकिन उनसे कमी को कम करने की उम्मीद नहीं थी।[79]

2013 में, कतर ने दुनिया की सबसे बड़ी हीलियम इकाई शुरू की,[80] हालाँकि 2017 कतर राजनयिक संकट ने वहां हीलियम उत्पादन को गंभीर रूप से प्रभावित किया।[81] 2014 को व्यापक रूप से हीलियम व्यवसाय में अधिक आपूर्ति का वर्ष माना गया, जो वर्षों की प्रसिद्ध कमी के बाद आया।[82] नैस्डैक ने (2015) रिपोर्ट दी कि एयर प्रोडक्ट्स के लिए, एक अंतरराष्ट्रीय निगम जो औद्योगिक उपयोग के लिए गैसें बेचता है, फीडस्टॉक आपूर्ति बाधाओं के कारण हीलियम की मात्रा आर्थिक दबाव में बनी हुई है।[83]

विशेषताएं

परमाणु

मुख्य लेख: Helium atom
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.
हीलियम परमाणु। चित्रित हैं नाभिक (गुलाबी) और इलेक्ट्रॉन बादल वितरण (काला)। हीलियम-4 में नाभिक (ऊपरी दाएं) वास्तव में गोलाकार रूप से सममित है और इलेक्ट्रॉन बादल से काफी मिलता-जुलता है, हालांकि अधिक जटिल नाभिकों के लिए ऐसा हमेशा नहीं होता है।

क्वांटम यांत्रिकी में

क्वांटम यांत्रिकी के परिप्रेक्ष्य में, हाइड्रोजन परमाणु के बाद हीलियम मॉडल बनाने के लिए दूसरा सबसे सरल परमाणु है। हीलियम दो प्रोटॉन और (आमतौर पर) दो न्यूट्रॉन वाले नाभिक के चारों ओर परमाणु कक्षक (atomic orbitals) में स्थित दो इलेक्ट्रॉनों से बना होता है। न्यूटन के यांत्रिकी की तरह, दो से अधिक कणों से युक्त किसी भी प्रणाली को सटीक विश्लेषणात्मक गणितीय दृष्टिकोण से हल नहीं किया जा सकता है (देखें 3-body problem) और हीलियम भी इसका अपवाद नहीं है। इस प्रकार, एक नाभिक और दो इलेक्ट्रॉनों की प्रणाली को हल करने के लिए भी संख्यात्मक गणितीय विधियों की आवश्यकता होती है। ऐसी कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री विधियों का उपयोग हीलियम इलेक्ट्रॉन बाइंडिंग की एक क्वांटम यांत्रिक तस्वीर बनाने के लिए किया गया है, जो कुछ कम्प्यूटेशनल चरणों में सही मान के 2% के भीतर सटीक है।[84] ऐसे मॉडल दिखाते हैं कि हीलियम में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन दूसरे से नाभिक को आंशिक रूप से स्क्रीन (screen) करता है, ताकि प्रत्येक इलेक्ट्रॉन द्वारा देखा जाने वाला प्रभावी परमाणु आवेश (effective nuclear charge) Zeff लगभग 1.69 इकाई हो, न कि क्लासिक "बेयर" हीलियम नाभिक के 2 आवेश।

हीलियम-4 नाभिक और इलेक्ट्रॉन शेल की संबंधित स्थिरता

हीलियम-4 परमाणु का नाभिक एक अल्फा कण के समान होता है। उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन-प्रकीर्णन प्रयोग दिखाते हैं कि इसका आवेश एक केंद्रीय बिंदु पर अधिकतम से तेजी से घटता है, ठीक वैसे ही जैसे हीलियम के अपने इलेक्ट्रॉन क्लाउड का आवेश घनत्व होता है। यह समरूपता समान अंतर्निहित भौतिकी को दर्शाती है: हीलियम के नाभिक में न्यूट्रॉन की जोड़ी और प्रोटॉन की जोड़ी हीलियम के इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के समान क्वांटम यांत्रिक नियमों का पालन करती है (हालांकि परमाणु कण एक अलग परमाणु बंधन क्षमता के अधीन होते हैं), ताकि ये सभी फर्मिऑन जोड़े में 1s कक्षकों पर पूरी तरह से कब्जा कर लें, जिनमें से किसी के पास भी कक्षीय कोणीय संवेग नहीं होता है, और प्रत्येक दूसरे के आंतरिक स्पिन को रद्द कर देता है। यह व्यवस्था इस प्रकार इन सभी कणों के लिए ऊर्जावान रूप से अत्यंत स्थिर है और इसके खगोल भौतिक निहितार्थ हैं।[85] अर्थात्, एक और कण - प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, या अल्फा कण - जोड़ने से ऊर्जा जारी होने के बजाय खपत होगी; द्रव्यमान संख्या 5 वाली सभी प्रणालियाँ, साथ ही बेरिलियम-8 (दो अल्फा कणों से युक्त), अनबाउंड (unbound) हैं।[86]

उदाहरण के लिए, हीलियम में इलेक्ट्रॉन क्लाउड अवस्था की स्थिरता और कम ऊर्जा तत्व की रासायनिक अक्रियता के लिए जिम्मेदार है, और हीलियम परमाणुओं की एक-दूसरे के साथ बातचीत की कमी के लिए भी, जो सभी तत्वों के सबसे कम गलनांक और क्वथनांक पैदा करती है। इसी तरह, समान प्रभावों द्वारा निर्मित हीलियम-4 नाभिक की विशेष ऊर्जावान स्थिरता, परमाणु प्रतिक्रियाओं में हीलियम-4 उत्पादन की आसानी के लिए जिम्मेदार है जिसमें भारी-कण उत्सर्जन या संलयन शामिल है। कुछ स्थिर हीलियम-3 (दो प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन) हाइड्रोजन से संलयन प्रतिक्रियाओं में निर्मित होता है, हालांकि ब्रह्मांड में इसकी अनुमानित प्रचुरता हीलियम-4 के सापेक्ष लगभग ×10^-5 है।[87]

सामान्य समस्थानिकों की प्रति न्यूक्लियॉन बाइंडिंग ऊर्जा। हीलियम-4 की प्रति कण बाइंडिंग ऊर्जा आसपास के सभी न्यूक्लाइड्स से काफी अधिक है।

हीलियम-4 नाभिक की असामान्य स्थिरता ब्रह्मांडीय रूप से भी महत्वपूर्ण है: यह इस तथ्य की व्याख्या करती है कि बिग बैंग के बाद के पहले कुछ मिनटों में, जैसे ही मुक्त प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का "सूप" जो शुरू में लगभग 6:1 अनुपात में बनाया गया था, उस बिंदु तक ठंडा हो गया जहां परमाणु बंधन संभव था, बनने वाले लगभग सभी पहले यौगिक परमाणु नाभिक हीलियम-4 नाभिक थे। हीलियम-4 नाभिक के अपेक्षाकृत तंग बंधन के कारण, इसके उत्पादन ने कुछ ही मिनटों में लगभग सभी मुक्त न्यूट्रॉन की खपत कर ली, इससे पहले कि वे बीटा-क्षय कर सकें, और इस प्रकार लिथियम, बेरिलियम या बोरॉन जैसे भारी परमाणु बनाने के लिए बहुत कम न्यूट्रॉन उपलब्ध थे। प्रति न्यूक्लियॉन हीलियम-4 परमाणु बंधन इन तत्वों में से किसी की तुलना में मजबूत है (देखें न्यूक्लियोजेनेसिस और बाइंडिंग ऊर्जा) और इस प्रकार, एक बार हीलियम बन जाने के बाद, तत्व 3, 4 और 5 बनाने के लिए कोई ऊर्जावान ड्राइव उपलब्ध नहीं थी।[88] हीलियम के लिए प्रति न्यूक्लियॉन कम ऊर्जा वाले अगले तत्व, कार्बन में संलयन करना ऊर्जावान रूप से मुश्किल से अनुकूल है। हालांकि, मध्यवर्ती बेरिलियम-8 के छोटे जीवनकाल के कारण, इस प्रक्रिया के लिए तीन हीलियम नाभिकों की लगभग एक साथ एक-दूसरे से टकराने की आवश्यकता होती है (देखें ट्रिपल-अल्फा प्रक्रिया)।[86] इस प्रकार बिग बैंग के बाद के कुछ मिनटों में महत्वपूर्ण कार्बन बनने का कोई समय नहीं था, इससे पहले कि शुरुआती विस्तारशील ब्रह्मांड उस तापमान और दबाव बिंदु तक ठंडा हो जाता जहां हीलियम का कार्बन में संलयन संभव नहीं था। इसने शुरुआती ब्रह्मांड को हाइड्रोजन/हीलियम के बहुत समान अनुपात के साथ छोड़ दिया जैसा कि आज देखा जाता है (द्रव्यमान के अनुसार 3 भाग हाइड्रोजन से 1 भाग हीलियम-4), ब्रह्मांड के लगभग सभी न्यूट्रॉन हीलियम-4 में फंस गए थे।

सभी भारी तत्व (पृथ्वी जैसे चट्टानी ग्रहों के लिए आवश्यक, और कार्बन-आधारित या अन्य जीवन के लिए) इस प्रकार बिग बैंग के बाद उन तारों में बनाए गए हैं जो हीलियम को स्वयं फ्यूज करने के लिए पर्याप्त गर्म थे। आज हाइड्रोजन और हीलियम के अलावा अन्य सभी तत्व ब्रह्मांड में परमाणु पदार्थ के द्रव्यमान का केवल 2% हिस्सा हैं। इसके विपरीत, हीलियम-4 ब्रह्मांड के सामान्य पदार्थ के द्रव्यमान का लगभग 24% हिस्सा है—लगभग सारा सामान्य पदार्थ जो हाइड्रोजन नहीं है।[87][89]

गैस और प्लाज्मा चरण

अक्षरों H और e के आकार में प्रकाशित हल्के लाल गैस डिस्चार्ज ट्यूब
'He' के आकार में हीलियम डिस्चार्ज ट्यूब, तत्व का प्रतीक।

हीलियम नियॉन के बाद दूसरी सबसे कम प्रतिक्रियाशील उत्कृष्ट गैस है, और इस प्रकार सभी तत्वों में दूसरी सबसे कम प्रतिक्रियाशील है।[90] यह सभी मानक स्थितियों में रासायनिक रूप से अक्रिय और एकपरमाणुक (monatomic) है। हीलियम के अपेक्षाकृत कम दाढ़ (परमाणु) द्रव्यमान के कारण, गैस चरण में इसकी तापीय चालकता, विशिष्ट ऊष्मा, और ध्वनि की गति हाइड्रोजन को छोड़कर किसी भी अन्य गैस से अधिक है। इन कारणों और हीलियम एकपरमाणुक अणुओं के छोटे आकार के कारण, हीलियम ठोस पदार्थों के माध्यम से हवा की तुलना में तीन गुना और हाइड्रोजन की तुलना में लगभग 65% की दर से विसरित होता है।[24]

हीलियम सबसे कम पानी-विलेय एकपरमाणुक गैस है,[91] और किसी भी गैस की सबसे कम पानी में घुलनशील गैसों में से एक है (CF4, SF6, और C4F8 की मोल अंश विलेयता कम है: क्रमशः 0.3802, 0.4394, और 0.2372 x2/10−5, बनाम हीलियम की 0.70797 x2/10−5),[92] और हीलियम का अपवर्तनांक किसी भी अन्य गैस की तुलना में एकता (unity) के करीब है।[93] सामान्य परिवेश के तापमान पर हीलियम का जूल-थॉमसन गुणांक नकारात्मक होता है, जिसका अर्थ है कि स्वतंत्र रूप से विस्तार करने की अनुमति मिलने पर यह गर्म हो जाता है। केवल अपने जूल-थॉमसन व्युत्क्रमण तापमान (1 atm पर लगभग 32 to 50) से नीचे ही यह मुक्त विस्तार पर ठंडा होता है।[24] एक बार इस तापमान से नीचे पूर्व-ठंडा होने के बाद, हीलियम को विस्तार शीतलन के माध्यम से द्रवीकृत किया जा सकता है।

अधिकांश अलौकिक हीलियम तारों में प्लाज्मा है, जिसके गुण परमाणु हीलियम से काफी अलग हैं। प्लाज्मा में, हीलियम के इलेक्ट्रॉन उसके नाभिक से बंधे नहीं होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बहुत उच्च विद्युत चालकता होती है, तब भी जब गैस केवल आंशिक रूप से आयनित होती है। आवेशित कण चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों से अत्यधिक प्रभावित होते हैं। उदाहरण के लिए, आयनित हाइड्रोजन के साथ सौर हवा में, कण पृथ्वी के चुंबकत्वमंडल के साथ बातचीत करते हैं, जिससे बर्कलैंड धाराएं और ऑरोरा उत्पन्न होते हैं।[94]

तरल चरण

मुख्य लेख: Liquid helium
हीलियम-4 का चरण आरेख। (वायुमंडलीय दबाव लगभग 0.1 MPa है)
द्रवीकृत हीलियम। यह हीलियम न केवल तरल है, बल्कि इसे सुपरफ्लुइडिटी के बिंदु तक ठंडा किया गया है। गिलास के तल पर तरल की बूंद कंटेनर के किनारे से अनायास बाहर निकल रही हीलियम का प्रतिनिधित्व करती है। इस प्रक्रिया को चलाने के लिए ऊर्जा गिरती हुई हीलियम की संभावित ऊर्जा द्वारा आपूर्ति की जाती है।

वायुमंडलीय दबाव पर 4.2 K से नीचे ठंडा होने पर हीलियम द्रवीकृत हो जाता है। हालांकि, किसी भी अन्य तत्व के विपरीत, हीलियम परम शून्य तापमान तक तरल रहता है। यह क्वांटम यांत्रिकी का सीधा प्रभाव है: विशेष रूप से, प्रणाली की शून्य बिंदु ऊर्जा इतनी अधिक है कि यह जमने नहीं देती है। इसे जमाने के लिए लगभग 25 atm से ऊपर के दबाव की आवश्यकता होती है। दो तरल चरण हैं: हीलियम I एक पारंपरिक तरल है, और हीलियम II, जो कम तापमान पर होता है, एक सुपरफ्लुइड है।

हीलियम I

4.22 K के अपने क्वथनांक से नीचे और 2.1768 K के लैम्ब्डा बिंदु से ऊपर, समस्थानिक हीलियम-4 एक सामान्य रंगहीन तरल अवस्था में मौजूद होता है, जिसे हीलियम I कहा जाता है।[24] अन्य क्रायोजेनिक तरल पदार्थों की तरह, हीलियम I गर्म होने पर उबलता है और तापमान कम होने पर सिकुड़ता है। लैम्ब्डा बिंदु से नीचे, हालांकि, हीलियम उबलता नहीं है, और तापमान कम होने पर यह फैलता है।

हीलियम I का 1.026 का गैस जैसा अपवर्तनांक होता है जो इसकी सतह को देखना इतना कठिन बना देता है कि स्टायरोफोम के फ्लोट्स का उपयोग अक्सर यह दिखाने के लिए किया जाता है कि सतह कहाँ है।[24] इस रंगहीन तरल में बहुत कम श्यानता और 0.145–0.125 g/mL (लगभग 0 और 4 K के बीच) का घनत्व होता है,[95] जो शास्त्रीय भौतिकी से अपेक्षित मान का केवल एक-चौथाई है।[24] इस गुण को समझाने के लिए क्वांटम यांत्रिकी की आवश्यकता होती है और इस प्रकार तरल हीलियम की दोनों अवस्थाओं (हीलियम I और हीलियम II) को क्वांटम तरल पदार्थ कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि वे मैक्रोस्कोपिक पैमाने पर परमाणु गुणों को प्रदर्शित करते हैं। यह इसके क्वथनांक के परम शून्य के इतने करीब होने का प्रभाव हो सकता है, जो परमाणु गुणों को छिपाने से यादृच्छिक आणविक गति (तापीय ऊर्जा) को रोकता है।[24]

हीलियम II

मुख्य लेख: Superfluid helium-4

लैम्ब्डा बिंदु से नीचे का तरल हीलियम (जिसे हीलियम II कहा जाता है) बहुत ही असामान्य विशेषताएं प्रदर्शित करता है। अपनी उच्च तापीय चालकता के कारण, जब यह उबलता है, तो यह बुलबुले नहीं बनाता है बल्कि सीधे अपनी सतह से वाष्पित हो जाता है। हीलियम-3 में भी एक सुपरफ्लुइड चरण होता है, लेकिन केवल बहुत कम तापमान पर; परिणामस्वरूप, समस्थानिक के गुणों के बारे में कम जानकारी है।[24]

एक क्रॉस-सेक्शनल ड्राइंग जिसमें एक बर्तन दूसरे के अंदर दिखाया गया है। बाहरी बर्तन में एक तरल है, और यह अपनी दीवारों के ऊपर आंतरिक बर्तन में बहने की प्रवृत्ति रखता है।
साधारण तरल पदार्थों के विपरीत, हीलियम II समान स्तर तक पहुंचने के लिए सतहों के साथ रेंगता है; थोड़ी देर बाद, दो कंटेनरों में स्तर बराबर हो जाएंगे। रोलिन फिल्म बड़े कंटेनर के अंदरूनी हिस्से को भी कवर करती है; यदि इसे सील नहीं किया गया होता, तो हीलियम II बाहर निकल जाता और भाग जाता।[24]

हीलियम II एक सुपरफ्लुइड है, अजीब गुणों वाले पदार्थ की एक क्वांटम यांत्रिक अवस्था। उदाहरण के लिए, जब यह 10 से 100 nm जितनी पतली केशिकाओं (capillaries) के माध्यम से बहता है तो इसकी कोई मापने योग्य श्यानता नहीं होती है।[22] हालांकि, जब दो चलती डिस्क के बीच माप किए गए, तो गैसीय हीलियम के बराबर श्यानता देखी गई। मौजूदा सिद्धांत हीलियम II के लिए दो-तरल मॉडल का उपयोग करके इसकी व्याख्या करता है। इस मॉडल में, लैम्ब्डा बिंदु से नीचे तरल हीलियम को मूल अवस्था में हीलियम परमाणुओं के एक अनुपात के रूप में देखा जाता है, जो सुपरफ्लुइड होते हैं और शून्य श्यानता के साथ बहते हैं, और एक उत्तेजित अवस्था में हीलियम परमाणुओं का एक अनुपात, जो एक साधारण तरल की तरह व्यवहार करते हैं।[96]

फाउंटेन प्रभाव में, एक कक्ष बनाया जाता है जो एक सिंटर्ड डिस्क द्वारा हीलियम II के जलाशय से जुड़ा होता है, जिसके माध्यम से सुपरफ्लुइड हीलियम आसानी से लीक हो जाता है लेकिन जिसके माध्यम से गैर-सुपरफ्लुइड हीलियम नहीं गुजर सकता है। यदि कंटेनर के अंदरूनी हिस्से को गर्म किया जाता है, तो सुपरफ्लुइड हीलियम गैर-सुपरफ्लुइड हीलियम में बदल जाता है। सुपरफ्लुइड हीलियम के संतुलन अनुपात को बनाए रखने के लिए, सुपरफ्लुइड हीलियम लीक हो जाता है और दबाव बढ़ाता है, जिससे तरल कंटेनर से बाहर फव्वारे की तरह निकलता है।[97]

हीलियम II की तापीय चालकता किसी भी अन्य ज्ञात पदार्थ से अधिक है, हीलियम I की तुलना में दस लाख गुना और तांबा की तुलना में कई सौ गुना अधिक है।[24] ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊष्मा चालन एक असाधारण क्वांटम तंत्र द्वारा होता है। अधिकांश पदार्थ जो अच्छी तरह से ऊष्मा का संचालन करते हैं, उनमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों का एक वैलेंस बैंड होता है जो ऊष्मा को स्थानांतरित करने का कार्य करता है। हीलियम II में ऐसा कोई वैलेंस बैंड नहीं है, लेकिन फिर भी यह अच्छी तरह से ऊष्मा का संचालन करता है। ऊष्मा का प्रवाह उन समीकरणों द्वारा शासित होता है जो हवा में ध्वनि प्रसार की विशेषता के लिए उपयोग किए जाने वाले तरंग समीकरण के समान हैं। जब ऊष्मा पेश की जाती है, तो यह 1.8 K पर हीलियम II के माध्यम से 20 मीटर प्रति सेकंड की गति से तरंगों के रूप में चलती है, जिसे दूसरी ध्वनि के रूप में जाना जाता है।[24]

हीलियम II एक रेंगने वाला प्रभाव भी प्रदर्शित करता है। जब एक सतह हीलियम II के स्तर से आगे बढ़ती है, तो हीलियम II गुरुत्वाकर्षण के बल के विरुद्ध सतह के साथ चलता है। हीलियम II एक ऐसे बर्तन से बच जाएगा जो सील नहीं है, किनारों के साथ रेंगकर तब तक जब तक कि वह गर्म क्षेत्र तक नहीं पहुंच जाता जहां यह वाष्पित हो जाता है। यह सतह सामग्री की परवाह किए बिना 30 nm-मोटी फिल्म में चलता है। इस फिल्म को रोलिन फिल्म कहा जाता है और इसका नाम उस व्यक्ति के नाम पर रखा गया है जिसने सबसे पहले इस विशेषता को चित्रित किया था, बर्नार्ड वी. रोलिन।[24][98][99] इस रेंगने वाले व्यवहार और छोटे छिद्रों के माध्यम से तेजी से लीक होने की हीलियम II की क्षमता के परिणामस्वरूप, इसे सीमित करना बहुत कठिन है। जब तक कंटेनर सावधानीपूर्वक नहीं बनाया जाता है, हीलियम II सतहों के साथ और वाल्वों के माध्यम से तब तक रेंगता रहेगा जब तक कि वह कहीं गर्म जगह तक नहीं पहुंच जाता, जहां यह वाष्पित हो जाएगा। रोलिन फिल्म के पार फैलने वाली तरंगें उथले पानी में गुरुत्वाकर्षण तरंगों के समान समीकरण द्वारा शासित होती हैं, लेकिन गुरुत्वाकर्षण के बजाय, पुनर्स्थापना बल वैन डेर वाल्स बल है।[100] इन तरंगों को तीसरी ध्वनि के रूप में जाना जाता है।[101]

ठोस चरण

हीलियम वायुमंडलीय दबाव पर परम शून्य तक तरल रहता है, लेकिन यह उच्च दबाव पर जम जाता है। ठोस हीलियम को लगभग 25 बार (2.5 MPa) दबाव पर 1–1.5 K (लगभग −272 °C या −457 °F) के तापमान की आवश्यकता होती है।[102] ठोस को तरल हीलियम से अलग करना अक्सर कठिन होता है क्योंकि दोनों चरणों का अपवर्तनांक लगभग समान होता है। ठोस का एक तेज गलनांक होता है और इसकी क्रिस्टलीय संरचना होती है, लेकिन यह अत्यधिक संपीड़नीय है; प्रयोगशाला में दबाव लागू करने से इसका आयतन 30% से अधिक कम हो सकता है।[103] लगभग 27 MPa के बल्क मापांक के साथ[104] यह पानी की तुलना में ~100 गुना अधिक संपीड़नीय है। ठोस हीलियम का घनत्व 1.15 K और 66 atm पर 0.214 ± 0.006 g/cm3 है; 0 K और 2.5 MPa पर अनुमानित घनत्व 0.187 ± 0.009 g/cm3 है।[105] उच्च तापमान पर, हीलियम पर्याप्त दबाव के साथ जम जाएगा। कमरे के तापमान पर, इसके लिए लगभग 114000 atm की आवश्यकता होती है।[106]

हीलियम-4 और हीलियम-3 दोनों कई क्रिस्टलीय ठोस चरण बनाते हैं, जिनमें से सभी को कम से कम 25 बार की आवश्यकता होती है। वे दोनों एक α चरण बनाते हैं, जिसमें हेक्सागोनल क्लोज-पैक्ड (hcp) क्रिस्टल संरचना होती है, एक β चरण, जो फेस-सेंटर्ड क्यूबिक (fcc) है, और एक γ चरण, जो बॉडी-सेंटर्ड क्यूबिक (bcc) है।[107]

समस्थानिक

मुख्य लेख: Isotopes of helium

हीलियम के आठ ज्ञात समस्थानिक हैं जिनमें से दो, हीलियम-3 और हीलियम-4, स्थिर हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में, 4He के प्रत्येक दस लाख परमाणुओं के लिए एक परमाणु 3He है।[22] अधिकांश तत्वों के विपरीत, हीलियम की समस्थानिक प्रचुरता उत्पत्ति के आधार पर बहुत भिन्न होती है, जो विभिन्न निर्माण प्रक्रियाओं के कारण है। सबसे आम समस्थानिक, हीलियम-4, पृथ्वी पर भारी रेडियोधर्मी तत्वों के अल्फा क्षय द्वारा निर्मित होता है; जो अल्फा कण निकलते हैं वे पूरी तरह से आयनित हीलियम-4 नाभिक होते हैं। हीलियम-4 एक असामान्य रूप से स्थिर नाभिक है क्योंकि इसके न्यूक्लियॉन पूर्ण शेल में व्यवस्थित होते हैं। यह बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस के दौरान भी भारी मात्रा में बना था।[108]

हीलियम-3 पृथ्वी पर केवल ट्रेस मात्रा में मौजूद है। इसमें से अधिकांश पृथ्वी के निर्माण के बाद से मौजूद है, हालांकि कुछ कॉस्मिक धूल में फंसकर पृथ्वी पर गिरता है।[109] ट्रेस मात्रा ट्रिटियम के बीटा क्षय द्वारा भी निर्मित होती है।[110] पृथ्वी की पपड़ी से चट्टानों में समस्थानिक अनुपात दस गुना तक भिन्न होते हैं, और इन अनुपातों का उपयोग चट्टानों की उत्पत्ति और पृथ्वी के मेंटल की संरचना की जांच करने के लिए किया जा सकता है।[109] 3He तारों में परमाणु संलयन के उत्पाद के रूप में कहीं अधिक प्रचुर मात्रा में है। इस प्रकार अंतरतारकीय माध्यम में, 4He की तुलना में 3He का अनुपात पृथ्वी की तुलना में लगभग 100 गुना अधिक है।[111] अलौकिक सामग्री, जैसे चंद्र और क्षुद्रग्रह रेगोलिथ, में सौर हवाओं द्वारा बमबारी किए जाने से हीलियम-3 की ट्रेस मात्रा होती है। चंद्रमा की सतह में 10 ppb के क्रम पर हीलियम-3 सांद्रता होती है, जो पृथ्वी के वायुमंडल में पाए जाने वाले लगभग 5 ppt से बहुत अधिक है।[112][113] 1986 में गेराल्ड कुलसिंस्की के साथ शुरू होकर, कई लोगों ने चंद्रमा का पता लगाने, चंद्र रेगोलिथ का खनन करने और संलयन के लिए हीलियम-3 का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है।[114]

तरल हीलियम-4 को 1-K पॉट में वाष्पीकरणीय शीतलन का उपयोग करके लगभग 1 K तक ठंडा किया जा सकता है। हीलियम-3 का समान शीतलन, जिसका क्वथनांक कम होता है, हीलियम-3 रेफ्रिजरेटर में लगभग 0.2 kelvin प्राप्त कर सकता है। 0.8 K से नीचे तरल 3He और 4He के समान मिश्रण अपनी असमानता के कारण दो अमिश्रणीय चरणों में अलग हो जाते हैं (वे अलग-अलग क्वांटम सांख्यिकी का पालन करते हैं: हीलियम-4 परमाणु बोसॉन हैं जबकि हीलियम-3 परमाणु फर्मिऑन हैं)।[24] डाइल्यूशन रेफ्रिजरेटर कुछ मिलीकेल्विन का तापमान प्राप्त करने के लिए इस अमिश्रणीयता का उपयोग करते हैं।[115]

विदेशी हीलियम समस्थानिक का उत्पादन करना संभव है, जो तेजी से अन्य पदार्थों में क्षय हो जाते हैं। सबसे कम समय तक जीवित रहने वाला भारी हीलियम समस्थानिक अनबाउंड हीलियम-10 है, जिसका अर्ध-आयु 2.6 ± (4)×10^-22 s है।ref हीलियम-6 एक बीटा कण उत्सर्जित करके क्षय होता है और इसकी अर्ध-आयु 0.8 सेकंड है। हीलियम-7 और हीलियम-8 कुछ परमाणु प्रतिक्रियाओं में बनाए जाते हैं।[24] हीलियम-6 और हीलियम-8 परमाणु हेलो प्रदर्शित करने के लिए जाने जाते हैं।[24]

गुण

वायुमंडलीय दबाव पर हीलियम गैस के तापीय और भौतिक गुणों की तालिका:[116][117]

तापमान (K) घनत्व (kg/m^3) विशिष्ट ऊष्मा (kJ/kg °C) गतिक श्यानता (kg/m s) गतिकीय श्यानता (m^2/s) तापीय चालकता (W/m °C) तापीय विसरणशीलता (m^2/s) प्रांटल संख्या
100 5.193 9.63E-06 1.98E-05 0.073 2.89E-05 0.686
120 0.406 5.193 1.07E-05 2.64E-05 0.0819 3.88E-05 0.679
144 0.3379 5.193 1.26E-05 3.71E-05 0.0928 5.28E-05 0.7
200 0.2435 5.193 1.57E-05 6.44E-05 0.1177 9.29E-05 0.69
255 0.1906 5.193 1.82E-05 9.55E-05 0.1357 1.37E-04 0.7
366 0.1328 5.193 2.31E-05 1.74E-04 0.1691 2.45E-04 0.71
477 0.10204 5.193 2.75E-05 2.69E-04 0.197 3.72E-04 0.72
589 0.08282 5.193 3.11E-05 3.76E-04 0.225 5.22E-04 0.72
700 0.07032 5.193 3.48E-05 4.94E-04 0.251 6.66E-04 0.72
800 0.06023 5.193 3.82E-05 6.34E-04 0.275 8.77E-04 0.72
900 0.05451 5.193 4.14E-05 7.59E-04 0.33 1.14E-03 0.687
1000 5.193 4.46E-05 9.14E-04 0.354 1.40E-03 0.654

यौगिक

मुख्य लेख: Helium compounds
हीलियम हाइड्राइड आयन,[118] HeH+ की संरचना
संदिग्ध फ्लोरोहेलिएट आयन, OHeF− की संरचना

हीलियम की संयोजकता शून्य होती है और यह सभी सामान्य परिस्थितियों में रासायनिक रूप से अक्रिय होता है।[103] जब तक इसे आयनित न किया जाए, यह एक विद्युत कुचालक है। अन्य उत्कृष्ट गैसों की तरह, हीलियम में मेटास्टेबल ऊर्जा स्तर होते हैं जो इसे अपने आयनन विभव से कम वोल्टेज पर विद्युत विसर्जन में आयनित रहने की अनुमति देते हैं।[24] हीलियम टंगस्टन, आयोडीन, फ्लोरीन, सल्फर और फास्फोरस के साथ अस्थिर यौगिक बना सकता है, जिन्हें एक्सीमर कहा जाता है, जब इसे ग्लो डिस्चार्ज, इलेक्ट्रॉन बमबारी, या अन्य साधनों द्वारा प्लाज्मा में अपचयित किया जाता है। आणविक यौगिक HeNe, HgHe10, और WHe2, तथा आणविक आयन He2+, He22+, HeH+, और HeD+ इसी तरह बनाए गए हैं।[119] HeH+ अपनी मूल अवस्था में भी स्थिर है लेकिन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है—यह ज्ञात सबसे शक्तिशाली ब्रोंस्टेड अम्ल है, और इसलिए यह केवल अलगाव में ही मौजूद रह सकता है, क्योंकि यह संपर्क में आने वाले किसी भी अणु या काउंटर-आयन को प्रोटोनेट कर देगा। इस तकनीक ने तटस्थ अणु He2 भी उत्पन्न किया है, जिसमें बड़ी संख्या में बैंड सिस्टम हैं, और HgHe, जो स्पष्ट रूप से केवल ध्रुवीकरण बलों द्वारा एक साथ बंधा हुआ है।[24]

हीलियम के वैन डेर वाल्स यौगिक भी क्रायोजेनिक हीलियम गैस और कुछ अन्य पदार्थों के परमाणुओं के साथ बनाए जा सकते हैं, जैसे कि LiHe और He2।[120]

सैद्धांतिक रूप से, अन्य वास्तविक यौगिक संभव हो सकते हैं, जैसे कि हीलियम फ्लोरोहाइड्राइड (HHeF), जो 2000 में खोजे गए HArF के अनुरूप होगा।[121] गणनाएं दर्शाती हैं कि हीलियम-ऑक्सीजन बंधन वाले दो नए यौगिक स्थिर हो सकते हैं।[122] दो नई आणविक प्रजातियां, CsFHeO और N(CH3)4FHeO, मेटास्टेबल FHeO− आयन के व्युत्पन्न हैं, जिसे पहली बार 2005 में ताइवान के एक समूह द्वारा सिद्धांतित किया गया था।[123]

हीलियम परमाणुओं को उच्च दबाव में गर्म करके खोखले कार्बन पिंजरे के अणुओं (फुलरीन) में डाला गया है। निर्मित एंडोहेड्रल फुलरीन अणु उच्च तापमान पर स्थिर होते हैं। जब इन फुलरीन के रासायनिक व्युत्पन्न बनते हैं, तो हीलियम अंदर ही रहता है।[124] यदि हीलियम-3 का उपयोग किया जाता है, तो इसे हीलियम नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा आसानी से देखा जा सकता है।[125] हीलियम-3 युक्त कई फुलरीन की सूचना मिली है। यद्यपि हीलियम परमाणु सहसंयोजक या आयनिक बंधों द्वारा नहीं जुड़े होते हैं, इन पदार्थों में विशिष्ट गुण और निश्चित संरचना होती है, जैसे कि सभी स्टोइकोमेट्रिक रासायनिक यौगिकों में होती है।

उच्च दबाव के तहत हीलियम विभिन्न अन्य तत्वों के साथ यौगिक बना सकता है। हीलियम-नाइट्रोजन क्लाथ्रेट (He(N2)11) क्रिस्टल को डायमंड एनविल सेल में लगभग 10 GPa के दबाव पर कमरे के तापमान पर उगाया गया है।[126] कुचालक इलेक्ट्राइड Na2He को 113 GPa से अधिक दबाव पर थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर दिखाया गया है। इसकी संरचना फ्लोराइट जैसी है।[127]

प्राप्ति और उत्पादन

प्राकृतिक प्रचुरता

यद्यपि यह पृथ्वी पर दुर्लभ है, हीलियम ज्ञात ब्रह्मांड में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है, जो इसके बेरयोनिक द्रव्यमान का 23% है। केवल हाइड्रोजन ही इससे अधिक प्रचुर है।[22] हीलियम का विशाल बहुमत बिग बैंग के एक से तीन मिनट बाद बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस द्वारा निर्मित हुआ था। परिणामस्वरूप, इसकी प्रचुरता के माप ब्रह्मांडीय मॉडलों में योगदान करते हैं। पहले आणविक बंध तब बने थे जब आदिम हीलियम परमाणु प्रोटॉन के साथ मिलकर हीलियम हाइड्राइड आयन,[128] HeH+ बनाते हैं। तारों में, हीलियम का निर्माण प्रोटॉन-प्रोटॉन श्रृंखला अभिक्रियाओं और CNO चक्र में हाइड्रोजन के नाभिकीय संलयन द्वारा होता है, जो तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस का हिस्सा है।[108]

पृथ्वी के वायुमंडल में, आयतन के अनुसार हीलियम की सांद्रता केवल 5.2 भाग प्रति मिलियन है।[129][130] नई हीलियम के निरंतर उत्पादन के बावजूद यह सांद्रता कम और काफी स्थिर है क्योंकि पृथ्वी के वायुमंडल में अधिकांश हीलियम कई प्रक्रियाओं द्वारा अंतरिक्ष में पलायन कर जाती है।[131][132][133] पृथ्वी के हेटरोस्फीयर में, जो ऊपरी वायुमंडल का एक हिस्सा है, हीलियम और हाइड्रोजन सबसे प्रचुर तत्व हैं।

पृथ्वी पर अधिकांश हीलियम रेडियोधर्मी क्षय का परिणाम है। हीलियम यूरेनियम और थोरियम के खनिजों में बड़ी मात्रा में पाया जाता है, जैसे कि यूरेनिनाइट और इसकी किस्में क्लीवाइट और पिचब्लेंड,[14][134] साथ ही कार्नोटाइट और मोनाज़ाइट (एक समूह का नाम; "मोनाज़ाइट" आमतौर पर मोनाज़ाइट-(Ce) को संदर्भित करता है),[135][136] क्योंकि वे अल्फा कण (हीलियम नाभिक, He2+) उत्सर्जित करते हैं, जिनसे इलेक्ट्रॉन तुरंत जुड़ जाते हैं जैसे ही कण चट्टान द्वारा रोक दिया जाता है। इस तरह स्थलमंडल में प्रति वर्ष अनुमानित 3000 मीट्रिक टन हीलियम उत्पन्न होती है।[137][138][139] पृथ्वी की पपड़ी में, हीलियम की सांद्रता 8 भाग प्रति बिलियन है। समुद्री जल में, सांद्रता केवल 4 भाग प्रति ट्रिलियन है। खनिज झरनों, ज्वालामुखी गैस और उल्कापिंड लोहा में भी थोड़ी मात्रा में हीलियम होती है। चूंकि हीलियम उपसतह में उन स्थितियों के तहत फंस जाती है जो प्राकृतिक गैस को भी फंसाती हैं, इसलिए ग्रह पर हीलियम की सबसे बड़ी प्राकृतिक सांद्रता प्राकृतिक गैस में पाई जाती है, जिससे अधिकांश व्यावसायिक हीलियम निकाला जाता है। सांद्रता कुछ ppm से लेकर सैन जुआन काउंटी, न्यू मैक्सिको के एक छोटे गैस क्षेत्र में 7% से अधिक तक भिन्न होती है।[140][141]

2021, विश्व के हीलियम भंडार का अनुमान 31000000000 m3 था, जिसमें से एक तिहाई कतर में था।[142] 2015 और 2016 में उत्तरी अमेरिका में रॉकी पर्वत के नीचे[143] और पूर्वी अफ्रीकी रिफ्ट में अतिरिक्त संभावित भंडार की घोषणा की गई थी।[20]

भूमि प्रबंधन ब्यूरो (BLM) ने पश्चिमी कोलोराडो में प्राकृतिक संसाधनों के प्रबंधन के लिए अक्टूबर 2024 की एक योजना प्रस्तावित की है। इस योजना में 543,000 एकड़ भूमि को तेल और गैस पट्टे के लिए बंद करना और 692,300 एकड़ को खुला रखना शामिल है। खुले क्षेत्रों में से, 165,700 एकड़ की पहचान हीलियम रिकवरी के लिए उपयुक्त के रूप में की गई है। संयुक्त राज्य अमेरिका के पास अनुमानित 306000000000 cuft रिकवरेबल हीलियम है, जो लगभग 150 वर्षों तक 2150000000 cuft प्रति वर्ष की वर्तमान खपत दरों को पूरा करने के लिए पर्याप्त है।[144]

आधुनिक निष्कर्षण और वितरण

यह भी देखें: Helium production in the United States

हवा से हीलियम निकालना किफायती नहीं है।[145] बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए, हीलियम को प्राकृतिक गैस से आंशिक आसवन द्वारा निकाला जाता है, जिसमें 7% तक हीलियम हो सकती है।[146] चूंकि हीलियम का क्वथनांक किसी भी अन्य तत्व की तुलना में कम होता है, इसलिए अन्य सभी गैसों (मुख्य रूप से नाइट्रोजन और मीथेन) को द्रवीभूत करने के लिए कम तापमान और उच्च दबाव का उपयोग किया जाता है। परिणामी कच्ची हीलियम गैस को कम होते तापमान के क्रमिक संपर्क द्वारा शुद्ध किया जाता है, जिसमें शेष नाइट्रोजन और अन्य गैसें गैसीय मिश्रण से बाहर निकल जाती हैं। सक्रिय चारकोल का उपयोग अंतिम शुद्धिकरण चरण के रूप में किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आमतौर पर 99.995% शुद्ध ग्रेड-ए हीलियम प्राप्त होता है।[24] ग्रेड-ए हीलियम में मुख्य अशुद्धि नियॉन है। उत्पादन के अंतिम चरण में, उत्पादित अधिकांश हीलियम को क्रायोजेनिक प्रक्रिया के माध्यम से द्रवीभूत किया जाता है। यह तरल हीलियम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है और हीलियम आपूर्तिकर्ताओं को लंबी दूरी के परिवहन की लागत को कम करने की अनुमति देता है, क्योंकि सबसे बड़े तरल हीलियम कंटेनरों में सबसे बड़े गैसीय हीलियम ट्यूब ट्रेलरों की तुलना में पांच गुना से अधिक क्षमता होती है।[76][147]

2008 में, लगभग 169 मिलियन मानक घन मीटर (SCM) (6.0 × 109 घन फीट) हीलियम प्राकृतिक गैस से निकाली गई या हीलियम भंडार से निकाली गई, जिसमें से लगभग 78% संयुक्त राज्य अमेरिका से, 10% अल्जीरिया से, और शेष का अधिकांश हिस्सा रूस, पोलैंड और कतर से था।[148] 2013 तक, कतर में हीलियम उत्पादन में वृद्धि (एयर लिक्विड द्वारा प्रबंधित कतरगैस कंपनी के तहत) ने विश्व हीलियम उत्पादन में कतर के हिस्से को 25% तक बढ़ा दिया था, जिससे यह संयुक्त राज्य अमेरिका के बाद दूसरा सबसे बड़ा निर्यातक बन गया।[149] 2024 में, संयुक्त राज्य अमेरिका गैस का दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक बनकर कतर से आगे निकल गया, जिसने उस वर्ष 68 मिलियन SCM हीलियम निकाली, जबकि कतर ने 64 मिलियन SCM निकाली।[150] 2016 में तंजानिया में अनुमानित 54 e9ft3 हीलियम का भंडार पाया गया था,[151] और 2020 में निंग्ज़िया, चीन में एक बड़े पैमाने का हीलियम संयंत्र खोला गया।[152]

संयुक्त राज्य अमेरिका में, अधिकांश हीलियम ह्यूगोटन की प्राकृतिक गैस और कंसास, ओक्लाहोमा में नजदीकी गैस क्षेत्रों और टेक्सास में पैनहैंडल फील्ड से निकाली जाती है।[76][153] इस गैस का अधिकांश हिस्सा कभी पाइपलाइन द्वारा राष्ट्रीय हीलियम भंडार में भेजा जाता था, लेकिन 2005 से, यह भंडार समाप्त हो गया है और बेच दिया गया है, और अक्टूबर 2013 के जिम्मेदार हीलियम प्रशासन और प्रबंधन अधिनियम (H.R. 527) के तहत 2021 तक इसके काफी हद तक समाप्त होने की उम्मीद थी।[149] 2021 में शेष भंडार को बेचने के प्रयासों के बावजूद, राष्ट्रीय हीलियम भंडार के अवशेषों को भूमि प्रबंधन ब्यूरो द्वारा 3 वर्षों के दौरान नीलाम कर दिया गया।[154][155][156] इसे अंततः 27 जून, 2024 को मेसर ग्रुप को बेच दिया गया।[150] पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका के हीलियम क्षेत्र हीलियम आपूर्ति के एक वैकल्पिक स्रोत के रूप में उभर रहे हैं, विशेष रूप से "फोर कॉर्नर्स" क्षेत्र (एरिज़ोना, कोलोराडो, न्यू मैक्सिको और यूटा राज्य) के क्षेत्र।[157]

विशेष अर्धपारगम्य झिल्लियों और अन्य बाधाओं के माध्यम से कच्चे प्राकृतिक गैस का प्रसार हीलियम को पुनर्प्राप्त और शुद्ध करने का एक और तरीका है।[158] 1996 में, अमेरिका के पास ऐसे गैस कुओं के परिसरों में लगभग 147 बिलियन मानक घन फीट (4.2 बिलियन SCM) के सिद्ध हीलियम भंडार थे।[159] उस समय उपयोग की दरों (अमेरिका में 72 मिलियन SCM प्रति वर्ष; नीचे पाई चार्ट देखें) पर यह लगभग 58 वर्षों के अमेरिकी उपयोग के लिए पर्याप्त हीलियम होता, और विश्व उपयोग दरों पर इससे कम (शायद समय का 80%), हालांकि बचत और प्रसंस्करण के कारक प्रभावी भंडार संख्याओं को प्रभावित करते हैं।

हीलियम व्यावसायिक रूप से तरल या गैसीय रूप में उपलब्ध है। एक तरल के रूप में, इसे छोटे इंसुलेटेड कंटेनरों में आपूर्ति की जा सकती है जिन्हें देवार कहा जाता है, जिसमें 1000 L तक हीलियम होती है, या बड़े ISO कंटेनरों में, जिनकी नाममात्र क्षमता 42 m3 (लगभग 11,000 अमेरिकी गैलन) तक होती है। गैसीय रूप में, हीलियम की छोटी मात्रा उच्च दबाव वाले सिलेंडरों में आपूर्ति की जाती है जिसमें 8 m3 (लगभग .282 मानक घन फीट) तक हीलियम होती है, जबकि उच्च दबाव वाली गैस की बड़ी मात्रा ट्यूब ट्रेलरों में आपूर्ति की जाती है, जिनकी क्षमता 4,860 m3 (लगभग 172,000 मानक घन फीट) तक होती है।

संरक्षण अधिवक्ता

मुख्य लेख: Helium storage and conservation

नोबेल पुरस्कार विजेता भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट कोलमैन रिचर्डसन जैसे हीलियम संरक्षणवादियों के अनुसार, जिन्होंने 2010 में लिखा था, हीलियम की मुक्त बाजार कीमत ने "अपव्ययी" उपयोग (जैसे हीलियम गुब्बारों के लिए) में योगदान दिया है। 2000 के दशक में कीमतों को 2015 तक देश के बड़े हीलियम भंडार को बेचने के अमेरिकी कांग्रेस के निर्णय द्वारा कम कर दिया गया था।[17] रिचर्डसन ने तर्क दिया कि गैस की अत्यधिक बर्बादी को खत्म करने के लिए हीलियम की कीमत को 20 गुना बढ़ाने की आवश्यकता है। नटाल और सहयोगियों द्वारा 2012 में "स्टॉप स्क्वांडरिंग हीलियम" (हीलियम की बर्बादी बंद करें) शीर्षक से लिखे गए एक शोध पत्र में, उन्होंने एक अंतर्राष्ट्रीय हीलियम एजेंसी बनाने का प्रस्ताव दिया जो एक स्थायी हीलियम बाजार का निर्माण करेगी।[160]

अनुप्रयोग

एक बड़ा ठोस सिलेंडर जिसके केंद्र में एक छेद है और उसकी तरफ एक रेल जुड़ी हुई है।
तरल हीलियम का सबसे बड़ा एकल उपयोग आधुनिक एमआरआई स्कैनर में सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट को ठंडा करना है।

हालाँकि गुब्बारे शायद हीलियम का सबसे प्रसिद्ध उपयोग हैं, लेकिन वे सभी हीलियम उपयोग का एक छोटा सा हिस्सा हैं।[71] हीलियम का उपयोग कई उद्देश्यों के लिए किया जाता है जिनके लिए इसके कुछ अद्वितीय गुणों की आवश्यकता होती है, जैसे कि इसका कम क्वथनांक, कम घनत्व, कम विलेयता, उच्च तापीय चालकता, या निष्क्रियता। 2014 में प्रति वर्ष लगभग 32 मिलियन किग्रा (180 मिलियन मानक घन मीटर) के कुल विश्व हीलियम उत्पादन में से, सबसे बड़ा उपयोग (2014 में कुल का लगभग 32%) क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों में है, जिसमें से अधिकांश चिकित्सा एमआरआई स्कैनर और एनएमआर स्पेक्ट्रोमीटर में सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट को ठंडा करना शामिल है।[161] अन्य प्रमुख उपयोग प्रेशराइजिंग और पर्जिंग सिस्टम, वेल्डिंग, नियंत्रित वातावरण का रखरखाव और रिसाव का पता लगाना थे। श्रेणी के अनुसार अन्य उपयोग अपेक्षाकृत छोटे अंश थे।

नियंत्रित वातावरण

हीलियम का उपयोग सिलिकॉन और जर्मेनियम क्रिस्टल उगाने में, टाइटेनियम और जिरकोनियम उत्पादन में, और गैस क्रोमैटोग्राफी में एक सुरक्षात्मक गैस के रूप में किया जाता है,[103] क्योंकि यह निष्क्रिय है। अपनी निष्क्रियता, तापीय और कैलोरी रूप से पूर्ण प्रकृति, उच्च ध्वनि की गति, और ऊष्मा क्षमता अनुपात के उच्च मान के कारण, यह सुपरसोनिक विंड टनल[162] और इम्पल्स फैसिलिटी में भी उपयोगी है।[163]

गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग

हीलियम का उपयोग उन सामग्रियों पर आर्क वेल्डिंग प्रक्रियाओं में शील्डिंग गैस के रूप में किया जाता है जो वेल्डिंग तापमान पर हवा या नाइट्रोजन द्वारा दूषित और कमजोर हो जाती हैं।[22] गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग में कई निष्क्रिय शील्डिंग गैसों का उपयोग किया जाता है, लेकिन हीलियम का उपयोग सस्ते आर्गन के बजाय विशेष रूप से उन सामग्रियों को वेल्ड करने के लिए किया जाता है जिनमें उच्च ऊष्मा चालकता होती है, जैसे एल्युमीनियम या कॉपर।

छोटे उपयोग

औद्योगिक रिसाव का पता लगाना

Error creating thumbnail:
एक दोहरी कक्ष हीलियम रिसाव का पता लगाने वाली मशीन

हीलियम का एक औद्योगिक अनुप्रयोग रिसाव का पता लगाना है। चूँकि हीलियम हवा की तुलना में तीन गुना तेजी से ठोस पदार्थों के माध्यम से विसरित होता है, इसलिए इसका उपयोग उच्च-निर्वात उपकरणों (जैसे क्रायोजेनिक टैंक) और उच्च-दबाव वाले कंटेनरों में रिसाव का पता लगाने के लिए ट्रेसर गैस के रूप में किया जाता है।[164] परीक्षण की जाने वाली वस्तु को एक कक्ष में रखा जाता है, जिसे फिर खाली कर दिया जाता है और हीलियम से भर दिया जाता है। रिसाव के माध्यम से निकलने वाली हीलियम का पता एक संवेदनशील उपकरण (हीलियम मास स्पेक्ट्रोमीटर) द्वारा लगाया जाता है, यहाँ तक कि 10−9 mbar·L/s (10−10 Pa·m3/s) जितनी छोटी रिसाव दर पर भी। माप प्रक्रिया सामान्यतः स्वचालित होती है और इसे हीलियम इंटीग्रल टेस्ट कहा जाता है। एक सरल प्रक्रिया यह है कि परीक्षण की जाने वाली वस्तु को हीलियम से भर दिया जाए और हाथ से पकड़े जाने वाले उपकरण से रिसाव की खोज की जाए।[165]

दरारों के माध्यम से हीलियम के रिसाव को थोक सामग्री के माध्यम से गैस पारगमन (permeation) के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए। जबकि हीलियम के पास कांच, सिरेमिक और सिंथेटिक सामग्रियों के माध्यम से प्रलेखित पारगमन स्थिरांक (और इस प्रकार एक गणना योग्य पारगमन दर) है, हीलियम जैसी निष्क्रिय गैसें अधिकांश थोक धातुओं में पारगमन नहीं करेंगी।[166]

उड़ान

गुडइयर ब्लिम्प
अपने कम घनत्व और दहनशीलता के कारण, हीलियम गुडइयर ब्लिम्प जैसे एयरशिप को भरने के लिए पसंद की जाने वाली गैस है।

चूँकि यह हवा से हल्का होता है, इसलिए एयरशिप और गुब्बारों को लिफ्ट के लिए हीलियम से फुलाया जाता है। हालाँकि हाइड्रोजन गैस अधिक उत्प्लावक (buoyant) होती है और झिल्ली के माध्यम से कम दर पर रिसती है, हीलियम का लाभ यह है कि यह गैर-ज्वलनशील है, और वास्तव में अग्निरोधक है। एक और छोटा उपयोग रॉकेट्री में है, जहाँ हीलियम का उपयोग उड़ान में रॉकेट प्रणोदक टैंकों को वापस भरने के लिए और रॉकेट ईंधन बनाने के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को संघनित करने के लिए एक उलेज माध्यम के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग लॉन्च से पहले ग्राउंड सपोर्ट उपकरणों से ईंधन और ऑक्सीडाइज़र को शुद्ध करने और अंतरिक्ष यान में तरल हाइड्रोजन को पूर्व-ठंडा करने के लिए भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, अपोलो कार्यक्रम में उपयोग किए जाने वाले सैटर्न V रॉकेट को लॉन्च करने के लिए लगभग 370,000 m3 हीलियम की आवश्यकता थी।[103]

छोटे वाणिज्यिक और मनोरंजक उपयोग

श्वसन गैस के रूप में हीलियम में कोई नशीले गुण नहीं होते हैं, इसलिए डीप डाइविंग के लिए ट्राइमिक्स, हेलियोक्स और हेलियार जैसे हीलियम मिश्रणों का उपयोग नार्कोसिस के प्रभावों को कम करने के लिए किया जाता है, जो गहराई बढ़ने के साथ खराब हो जाते हैं।[167][168] जैसे-जैसे गहराई के साथ दबाव बढ़ता है, श्वसन गैस का घनत्व भी बढ़ता है, और हीलियम का कम आणविक भार मिश्रण के घनत्व को कम करके सांस लेने के प्रयास को काफी कम कर देता है। यह प्रवाह की रेनॉल्ड्स संख्या को कम करता है, जिससे अशांत प्रवाह (turbulent flow) में कमी आती है और लामिनार प्रवाह में वृद्धि होती है, जिसके लिए कम सांस लेने की आवश्यकता होती है।[169][170] 150 m से अधिक गहराई पर हीलियम-ऑक्सीजन मिश्रण में सांस लेने वाले गोताखोरों को कंपन और मनोप्रेरणात्मक कार्य में कमी का अनुभव होने लगता है, जो उच्च-दबाव तंत्रिका सिंड्रोम के लक्षण हैं।[171] इस प्रभाव को हीलियम-ऑक्सीजन मिश्रण में हाइड्रोजन या नाइट्रोजन जैसी नशीली गैस की कुछ मात्रा मिलाकर कुछ हद तक कम किया जा सकता है।[172]

हीलियम–नियॉन लेजर, एक प्रकार का कम-शक्ति वाला गैस लेजर जो लाल किरण उत्पन्न करता है, के विभिन्न व्यावहारिक अनुप्रयोग थे जिनमें बारकोड रीडर और लेजर पॉइंटर शामिल थे, इससे पहले कि उन्हें लगभग सार्वभौमिक रूप से सस्ते डायोड लेजर द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया।[22]

अपनी निष्क्रियता और उच्च तापीय चालकता, न्यूट्रॉन पारदर्शिता के कारण, और क्योंकि यह रिएक्टर स्थितियों के तहत रेडियोधर्मी समस्थानिक नहीं बनाता है, हीलियम का उपयोग कुछ गैस-कूल्ड परमाणु रिएक्टरों में ऊष्मा-स्थानांतरण माध्यम के रूप में किया जाता है।[164]

हीलियम, जिसे क्सीनन जैसी भारी गैस के साथ मिलाया जाता है, उच्च ऊष्मा क्षमता अनुपात और कम प्रांटल संख्या के कारण थर्मोअकॉस्टिक प्रशीतन के लिए उपयोगी है।[173] हीलियम की निष्क्रियता के पारंपरिक प्रशीतन प्रणालियों पर पर्यावरणीय लाभ हैं जो ओजोन रिक्तीकरण या ग्लोबल वार्मिंग में योगदान करते हैं।[174]

हीलियम का उपयोग कुछ हार्ड डिस्क ड्राइव में भी किया जाता है।[175]

वैज्ञानिक उपयोग

हीलियम का उपयोग कुछ टेलीस्कोप में लेंस के बीच के स्थान में तापमान भिन्नता के विकृत प्रभावों को कम करता है क्योंकि इसका अपवर्तनांक अत्यंत कम होता है।[24] यह विधि विशेष रूप से सौर टेलीस्कोप में उपयोग की जाती है जहाँ एक वैक्यूम टाइट टेलीस्कोप ट्यूब बहुत भारी होगी।[176][177]

हीलियम गैस क्रोमैटोग्राफी के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली वाहक गैस है।

यूरेनियम और थोरियम युक्त चट्टानों और खनिजों की आयु का अनुमान हीलियम डेटिंग के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया के साथ हीलियम के स्तर को मापकर लगाया जा सकता है।[22][24]

कम तापमान पर हीलियम का उपयोग क्रायोजेनिक्स और कुछ क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों में किया जाता है। अनुप्रयोगों के उदाहरण के रूप में, तरल हीलियम का उपयोग कुछ धातुओं को सुपरकंडक्टिविटी के लिए आवश्यक अत्यंत कम तापमान तक ठंडा करने के लिए किया जाता है, जैसे कि मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग के लिए सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट में। सर्न (CERN) में लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर तापमान को 1.9 K पर बनाए रखने के लिए 96 मीट्रिक टन तरल हीलियम का उपयोग करता है।[178]

चिकित्सा उपयोग

हीलियम को अप्रैल 2020 में मनुष्यों और जानवरों के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका में चिकित्सा उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया था।[179][180]

अंतःश्वसन और सुरक्षा

प्रभाव

मानक स्थितियों पर तटस्थ हीलियम गैर-विषैला होता है, इसकी कोई जैविक भूमिका नहीं होती है और यह मानव रक्त में ट्रेस मात्रा में पाया जाता है।

right हीलियम में ध्वनि की गति हवा में ध्वनि की गति से लगभग तीन गुना है। चूँकि गैस से भरे गुहा की प्राकृतिक अनुनाद आवृत्ति गैस में ध्वनि की गति के समानुपाती होती है, जब हीलियम को अंदर लिया जाता है, तो स्वर नली की अनुनाद आवृत्तियों में संबंधित वृद्धि होती है, जो स्वर ध्वनि का एम्पलीफायर है।[22][181] एम्पलीफायर (स्वर नली) की अनुनाद आवृत्ति में यह वृद्धि, हवा से भरे वॉयस बॉक्स की तुलना में, स्वर रज्जु के सीधे कंपन द्वारा उत्पन्न ध्वनि तरंग के उच्च-आवृत्ति घटकों को बढ़ा हुआ प्रवर्धन देती है। जब कोई व्यक्ति हीलियम गैस अंदर लेने के बाद बोलता है, तो वॉयस बॉक्स को नियंत्रित करने वाली मांसपेशियां अभी भी उसी तरह चलती हैं जैसे वॉयस बॉक्स हवा से भरा होता है; इसलिए स्वर रज्जु के सीधे कंपन द्वारा उत्पन्न मूल आवृत्ति (जिसे कभी-कभी पिच कहा जाता है) नहीं बदलती है।[182] हालाँकि, उच्च-आवृत्ति-प्राथमिकता प्रवर्धन प्रवर्धित ध्वनि के टिम्ब्रे में परिवर्तन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बत्तख जैसी स्वर गुणवत्ता होती है। विपरीत प्रभाव, अनुनाद आवृत्तियों को कम करना, सल्फर हेक्साफ्लोराइड या क्सीनन जैसी घनी गैस को अंदर लेकर प्राप्त किया जा सकता है।

खतरे

हीलियम
Container only yes
Hazards
Ghspictograms GHS04
Ghssignalword चेतावनी
Hphrases 280
Pphrases 410+403[183]
Nfpa-h 1
Nfpa-f 0
Nfpa-r 0

यदि अत्यधिक मात्रा में किया जाए तो हीलियम को अंदर लेना खतरनाक हो सकता है, क्योंकि हीलियम एक साधारण दम घोंटने वाली गैस है और इसलिए सामान्य श्वसन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन को विस्थापित कर देती है।[22][184] मौतें दर्ज की गई हैं, जिसमें 2003 में वैंकूवर में दम घुटने वाला एक युवक और 2006 में दक्षिण फ्लोरिडा में दम घुटने वाले दो वयस्क शामिल हैं।[185][186] 1998 में, विक्टोरिया की एक ऑस्ट्रेलियाई लड़की पार्टी के गुब्बारे की पूरी सामग्री को अंदर लेने के बाद बेहोश हो गई और अस्थायी रूप से नीली पड़ गई।[187][188][189] दबावयुक्त सिलेंडरों या गुब्बारा भरने वाले वाल्वों से सीधे हीलियम को अंदर लेना अत्यंत खतरनाक है, क्योंकि उच्च प्रवाह दर और दबाव बैरोट्रॉमा का कारण बन सकते हैं, जिससे फेफड़ों के ऊतक घातक रूप से फट सकते हैं।[184][190]

हीलियम के कारण होने वाली मृत्यु दुर्लभ है। मीडिया में दर्ज पहला मामला टेक्सास की 15 वर्षीय लड़की का था, जिसकी 1998 में एक दोस्त की पार्टी में हीलियम अंदर लेने से मृत्यु हो गई थी; हीलियम से मृत्यु का सटीक प्रकार अज्ञात है।[187][188][189]

संयुक्त राज्य अमेरिका में, 2000 और 2004 के बीच केवल दो मौतों की सूचना मिली थी, जिसमें एक व्यक्ति शामिल था जो 2002 में उत्तरी कैरोलिना में बैरोट्रॉमा से मर गया था।[185][190] 2003 के दौरान वैंकूवर में एक युवक का दम घुट गया, और ऑस्ट्रेलिया में 27 वर्षीय एक व्यक्ति को 2000 में सिलेंडर से सांस लेने के बाद एम्बोलिज्म हो गया था।[185] तब से, 2006 में दक्षिण फ्लोरिडा में दो वयस्कों का दम घुट गया,[185][186][191] और 2009 और 2010 में मामले सामने आए, जिनमें से एक कैलिफोर्निया का युवक था जिसे हीलियम टैंक से जुड़े एक बैग के साथ पाया गया था,[192] और उत्तरी आयरलैंड में एक अन्य किशोर की दम घुटने से मृत्यु हो गई।[193] ईगल पॉइंट, ओरेगन में 2012 में एक पार्टी में बैरोट्रॉमा से एक किशोर लड़की की मृत्यु हो गई।[194][195][196] मिशिगन की एक लड़की की बाद में उसी वर्ष हाइपोक्सिया से मृत्यु हो गई।[197]

4 फरवरी 2015 को यह खुलासा हुआ कि 28 जनवरी को अपने मुख्य टीवी शो की रिकॉर्डिंग के दौरान, जापानी ऑल-गर्ल सिंगिंग ग्रुप 3B Junior की एक 12-वर्षीय सदस्य (नाम गुप्त रखा गया) वायु अन्त:शल्यता (air embolism) का शिकार हो गई थी। एक खेल के हिस्से के रूप में बड़ी मात्रा में हीलियम अंदर लेने के बाद हवा के बुलबुलों द्वारा मस्तिष्क में रक्त के प्रवाह को अवरुद्ध करने के कारण वह बेहोश हो गई और कोमा में चली गई। इस घटना को एक सप्ताह बाद तक सार्वजनिक नहीं किया गया था।[198][199] TV Asahi के कर्मचारियों ने एक आपातकालीन प्रेस कॉन्फ्रेंस आयोजित की और बताया कि सदस्य को अस्पताल ले जाया गया है और वह आंखों और अंगों को हिलाने जैसे सुधार के संकेत दिखा रही है, लेकिन उसकी चेतना अभी तक पर्याप्त रूप से वापस नहीं आई है। सुरक्षा उपायों की अनदेखी के कारण पुलिस ने जांच शुरू कर दी है।[200][201]

क्रायोजेनिक हीलियम के लिए सुरक्षा मुद्दे तरल नाइट्रोजन के समान हैं; इसका अत्यधिक कम तापमान शीतदंश (frostbite) का कारण बन सकता है, और यदि कोई दबाव-राहत उपकरण (pressure-relief devices) स्थापित नहीं किया गया है, तो तरल-से-गैस विस्तार अनुपात विस्फोट का कारण बन सकता है। 5 से 10 K पर हीलियम गैस के कंटेनरों को ऐसे संभाला जाना चाहिए जैसे कि उनमें तरल हीलियम हो, क्योंकि 10 K से कम तापमान वाली हीलियम गैस के कक्ष तापमान (room temperature) तक गर्म होने पर तीव्र और महत्वपूर्ण तापीय विस्तार (thermal expansion) होता है।[103]

उच्च दबाव (लगभग 2 MPa से अधिक) पर, हीलियम और ऑक्सीजन का मिश्रण (हेलियोक्स) उच्च-दबाव तंत्रिका सिंड्रोम (high-pressure nervous syndrome) का कारण बन सकता है, जो एक प्रकार का विपरीत-एनेस्थेटिक प्रभाव है; मिश्रण में थोड़ी मात्रा में नाइट्रोजन मिलाने से इस समस्या को कम किया जा सकता है।[202][171]

और देखें

नोट्स

  1. ↑ कुछ लेखक उत्कृष्ट गैस कॉलम में हीलियम के स्थान पर विवाद करते हैं, और इसे क्षारीय मृदा धातुओं के साथ बेरिलियम के ऊपर रखना पसंद करते हैं। वे ऐसा हीलियम के 1s2 इलेक्ट्रॉन विन्यास के आधार पर करते हैं, जो क्षारीय मृदा धातुओं के ns2 संयोजी विन्यास के अनुरूप है, और इसके अलावा कुछ विशिष्ट प्रवृत्तियों की ओर इशारा करते हैं जो अधिक नियमित होती हैं यदि हीलियम को समूह 2 में रखा जाए।[1][2][3][4][5] ये प्रवृत्तियाँ काइनोसिमेट्री (kainosymmetry) और प्रथम-पंक्ति विसंगति से संबंधित होती हैं: किसी भी प्रकार का पहला कक्षक असामान्य रूप से छोटा होता है, क्योंकि अपने उच्च अनुरूपों के विपरीत, यह उसी प्रकार के छोटे कक्षक से अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण का अनुभव नहीं करता है। कक्षकों के आकार में इस प्रवृत्ति के कारण, प्रत्येक मुख्य समूह के पहले और दूसरे सदस्यों के बीच परमाणु त्रिज्या में एक बड़ा अंतर समूह 1 और 13-17 में देखा जाता है: यह नियॉन और आर्गन के बीच, और हीलियम और बेरिलियम के बीच मौजूद है, लेकिन हीलियम और नियॉन के बीच नहीं। यह इसी तरह उत्कृष्ट गैसों के क्वथनांक और पानी में घुलनशीलता को प्रभावित करता है, जहाँ हीलियम नियॉन के बहुत करीब है, और एक समूह के पहले दो तत्वों के बीच विशिष्ट बड़ा अंतर केवल नियॉन और आर्गन के बीच दिखाई देता है। हीलियम को समूह 2 में ले जाने से यह प्रवृत्ति समूह 2 और 18 में भी सुसंगत हो जाती है, जिससे हीलियम पहला समूह 2 तत्व और नियॉन पहला समूह 18 तत्व बन जाता है: दोनों एक समूह के काइनोसिमेट्रिक पहले तत्व के विशिष्ट गुणों को प्रदर्शित करते हैं।[6] हालाँकि, अन्य उत्कृष्ट गैसों के साथ हीलियम का वर्गीकरण लगभग सार्वभौमिक बना हुआ है, क्योंकि इसकी असाधारण अक्रियता अन्य हल्की उत्कृष्ट गैसों नियॉन और आर्गन के बहुत करीब है।[7]

संदर्भ

  1. ↑ (1 November 2017). "On the position of helium and neon in the Periodic Table of Elements". Foundations of Chemistry. 20 (2018) 191–207. doi:10.1007/s10698-017-9302-7.
  2. ↑ (18 January 2019). "The" periodic table. Chemical & Engineering News. 97 (3).
  3. ↑ (23 April 2013). "Neon behind the signs". Nature Chemistry. 5 (2013) 438. doi:10.1038/nchem.1631.
  4. ↑ (2020). Helium's placement in the Periodic Table from a crystal structure viewpoint. IUCrJ. 7 (4) 577–578. doi:10.1107/S2052252520007769.
  5. ↑ (2016). On the Placement of Hydrogen and Helium in the Periodic System: A New Approach. Bulgarian Journal of Science Education. 25 (4) 514–530.
  6. ↑ (2002). "Concise Chemistry of the Elements". 23–26. Horwood. ISBN 978-1-898563-71-6.
  7. ↑ Lewars, Errol G.. (5 December 2008). Modeling Marvels: Computational Anticipation of Novel Molecules. 69–71. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-6973-4.
  8. ↑ Rayet, G.. (1868). Analyse spectral des protubérances observées, pendant l'éclipse totale de Soleil visible le 18 août 1868, à la presqu'île de Malacca. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. 67.
  9. ↑ Captain C. T. Haig (1868) "Account of spectroscopic observations of the eclipse of the sun, August 18th, 1868" Proceedings of the Royal Society of London, 17 : 74–80. From p. 74: "I may state at once that I observed the spectra of two red flames close to each other, and in their spectra two broad bright bands quite sharply defined, one rose-madder and the other light golden."
  10. ↑ Pogson filed his observations of the 1868 eclipse with the local Indian government, but his report wasn't published. (Biman B. Nath, The Story of Helium and the Birth of Astrophysics (New York, New York: Springer, 2013), p. 8.) Nevertheless, Lockyer quoted from his report. From p. 320 संग्रहीत संस्करण of Lockyer, J. Norman (1896) "The story of helium. Prologue," Nature, 53 : 319–322 : "Pogson, in referring to the eclipse of 1868, said that the yellow line was "at D, or near D." "
  11. ↑ Lieutenant John Herschel (1868) "Account of the solar eclipse of 1868, as seen at Jamkandi in the Bombay Presidency," Proceedings of the Royal Society of London, 17 : 104–120. From p. 113: As the moment of the total solar eclipse approached, " ... I recorded an increasing brilliancy in the spectrum in the neighborhood of D, so great in fact as to prevent any measurement of that line till an opportune cloud moderated the light. I am not prepared to offer any explanation of this." From p. 117: "I also consider that there can be no question that the ORANGE LINE was identical with D, so far as the capacity of the instrument to establish any such identity is concerned."
  12. ↑ In his initial report to the French Academy of Sciences about the 1868 eclipse, Janssen made no mention of a yellow line in the solar spectrum. See: However, subsequently, in an unpublished letter of 19 December 1868 to Charles Sainte-Claire Deville, Janssen asked Deville to inform the French Academy of Sciences that : "Several observers have claimed the bright D line as forming part of the spectrum of the prominences on 18 August. The bright yellow line did indeed lie very close to D, but the light was more refrangible [i.e., of shorter wavelength] than those of the D lines. My subsequent studies of the Sun have shown the accuracy of what I state here." (See: (Launay, 2012), p. 45.)
  13. ↑ Periodic Table of Elements: LANL. periodic.lanl.gov.
  14. ↑ 14.0 14.1 Cleveite. Mindat.org.
  15. ↑ Uraninite. Mindat.org.
  16. ↑ Rose, Melinda. (October 2008). Helium: Up, Up and Away?. Photonics Spectra. For a more authoritative but older 1996 pie chart showing U.S. helium use by sector, showing much the same result, see the chart reproduced in "Applications" section of this article.
  17. ↑ 17.0 17.1 Connor, Steve. (23 August 2010). Why the world is running out of helium. The Independent.
  18. ↑ Siegel, Ethan. (12 December 2012). Why the World Will Run Out of Helium. Starts with a Bang.
  19. ↑ Szondy, David. (24 August 2015). We may not be running out of helium after all. www.gizmag.com.
  20. ↑ 20.0 20.1 Sample, Ian. (28 June 2016). Huge helium gas find in east Africa averts medical shortage. The Guardian.
  21. ↑ Kochhar, R. K.. (1991). "French astronomers in India during the 17th – 19th centuries". Journal of the British Astronomical Association. 101 (2) 95–100.
  22. ↑ 22.00 22.01 22.02 22.03 22.04 22.05 22.06 22.07 22.08 22.09 22.10 22.11 Emsley, John. (2001). "Nature's Building Blocks". 175–179. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850341-5.
  23. ↑ (October 1868). Notice of an observation of the spectrum of a solar prominence. Proceedings of the Royal Society of London. 17 91–92. doi:10.1098/rspl.1868.0011.
  24. ↑ 24.00 24.01 24.02 24.03 24.04 24.05 24.06 24.07 24.08 24.09 24.10 24.11 24.12 24.13 24.14 24.15 24.16 24.17 24.18 24.19 24.20 24.21 24.22 Hampel, Clifford A.. (1968). "The Encyclopedia of the Chemical Elements". 256–268. Van Nostrand Reinhold. ISBN 978-0-442-15598-8.
  25. ↑ helium
  26. ↑ Thomson, William. (August 3, 1871). Inaugural Address of Sir William Thomson. Nature. 4 (92) 261–278 [268]. doi:10.1038/004261a0.
  27. ↑ 27.0 27.1 Jensen, William B.. (2004). "Why Helium ends in "-ium"". Journal of Chemical Education. 81 (7) 944. doi:10.1021/ed081p944.
  28. ↑ (1881). La riga dell'Helium apparsa in una recente sublimazione vesuviana. Rendiconto dell'Accademia delle Scienze Fisiche e Matematiche (Naples, Italy). 20 223.
  29. ↑ Cleveite [not Clevite and helium]. Museums & Collections Blog.
  30. ↑ Ramsay, William. (1895). On a Gas Showing the Spectrum of Helium, the Reputed Cause of D3, One of the Lines in the Coronal Spectrum. Preliminary Note. Proceedings of the Royal Society of London. 58 (347–352) 65–67. doi:10.1098/rspl.1895.0006.
  31. ↑ Ramsay, William. (1895). "Helium, a Gaseous Constituent of Certain Minerals. Part I". Proceedings of the Royal Society of London. 58 (347–352) 81–89. doi:10.1098/rspl.1895.0010.
  32. ↑ Ramsay, William. (1895). "Helium, a Gaseous Constituent of Certain Minerals. Part II – Density". Proceedings of the Royal Society of London. 59 (1) 325–330. doi:10.1098/rspl.1895.0097.
  33. ↑ Lockyer, J. Norman. (1895). "On the new gas obtained from uraninite. Preliminary note, part II". Proceedings of the Royal Society of London. 58 (347–352) 67–70. doi:10.1098/rspl.1895.0008.
  34. ↑ See:
  35. ↑ See:
  36. ↑ Langlet, N. A.. (1895). Das Atomgewicht des Heliums. Zeitschrift für Anorganische Chemie. 10 (1) 289–292. doi:10.1002/zaac.18950100130.
  37. ↑ (1919). Circular of the Bureau of Standards No. 81: Bibliography of Scientific Literature Relating to Helium. 6. U.S. Government Printing Office.
  38. ↑ Hillebrand (1890) "On the occurrence of nitrogen in uraninite and on the composition of uraninite in general," Bulletin of the U.S. Geological Survey, no. 78, pp. 43–79.
  39. ↑ Munday, Pat. (1999). "Biographical entry for W.F. Hillebrand (1853–1925), geochemist and U.S. Bureau of Standards administrator in American National Biography". 10–11 808–9; 227–8. Oxford University Press.
  40. ↑ (1908). XXIV.Spectrum of the radium emanation. Philosophical Magazine. 16 (92) 313–317. doi:10.1080/14786440808636511.
  41. ↑ Onnes, H. Kamerlingh (1908) "The liquefaction of helium," Communications from the Physical Laboratory at the University of Leiden, 9 (108) : 1–23.
  42. ↑ van Delft, Dirk. (2008). Little cup of Helium, big Science. Physics Today. 61 (3) 36–42. doi:10.1063/1.2897948.
  43. ↑ See:
    • Preliminary notice: Keesom, W. H. (17 July 1926) Letters to the Editor: "Solidification of helium," Nature, 118 : 81.
    • Preliminary notice: Keesom, W. H. (1926) "L'hélium solidifié," संग्रहीत संस्करण Comptes rendus ... , 183 : 26.
    • Keesom, W. H. (1926) "Solid Helium," Communications from the Physical Laboratory at the University of Leiden, 17 (184) .
  44. ↑ (1929-06-10). Coldest Cold. Time Inc..
  45. ↑ 45.0 45.1 Hoyer, Ulrich. (1981). Niels Bohr – Collected Works: Volume 2 – Work on Atomic Physics (1912–1917). 103–316 (esp. pp. 116–122). North Holland Publishing Company. ISBN 978-0720418002.
  46. ↑ Kennedy, P. J.. (1985). Niels Bohr: A Centenary Volume. 3–15. Harvard University Press. ISBN 978-0-674-62415-3.
  47. ↑ Bohr, N.. (1913). On the constitution of atoms and molecules, part I. Philosophical Magazine. 26 (151) 1–25. doi:10.1080/14786441308634955.
    Bohr, N.. (1913). On the constitution of atoms and molecules, part II: Systems Containing Only a Single Nucleus. Philosophical Magazine. 26 (153) 476–502. doi:10.1080/14786441308634993.
    Bohr, N.. (1913). On the constitution of atoms and molecules, part III: Systems containing several nuclei. Philosophical Magazine. 26 (155) 857–875. doi:10.1080/14786441308635031.
  48. ↑ 48.0 48.1 48.2 Robotti, Nadia. (1983). "The Spectrum of ζ Puppis and the Historical Evolution of Empirical Data". Historical Studies in the Physical Sciences. 14 (1) 123–145. doi:10.2307/27757527.
  49. ↑ Pickering, E. C.. (1896). "Stars having peculiar spectra. New variable stars in Crux and Cygnus". Harvard College Observatory Circular. 12 1–2. Also published as: (1896). "Stars having peculiar spectra. New variable stars in Crux and Cygnus". Astrophysical Journal. 4 369–370. doi:10.1086/140291.
  50. ↑ Wright, W. H.. (1914). "The relation between the Wolf–Rayet stars and the planetary nebulae". Astrophysical Journal. 40 466–472. doi:10.1086/142138.
  51. ↑ Pickering, E. C.. (1897). Stars having peculiar spectra. New variable Stars in Crux and Cygnus. Astronomische Nachrichten. 142 (6) 87–90. doi:10.1002/asna.18971420605.
  52. ↑ Pickering, E. C.. (1897). "The spectrum of zeta Puppis". Astrophysical Journal. 5 92–94. doi:10.1086/140312.
  53. ↑ Lakatos, Imre. (1980). The Methodology of Scientific Research Programmes. 55–68. Cambridge University Press. ISBN 9780521280310.
  54. ↑ Fowler, A.. (1912). "Observations of the Principal and other Series of Lines in the Spectrum of Hydrogen". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 73 (2) 62–63. doi:10.1093/mnras/73.2.62.
  55. ↑ Bohr, N.. (1913). The Spectra of Helium and Hydrogen. Nature. 92 (2295) 231–232. doi:10.1038/092231d0.
  56. ↑ Fowler, A.. (1913). The Spectra of Helium and Hydrogen. Nature. 92 (2291) 95–96. doi:10.1038/092095b0.
  57. ↑ Fowler, A.. (1913). Reply to: The Spectra of Helium and Hydrogen. Nature. 92 (2295) 232–233. doi:10.1038/092232a0.
  58. ↑ Bohr, N.. (1915). The Spectra of Hydrogen and Helium. Nature. 95 (6–7) 6–7. doi:10.1038/095006a0.
  59. ↑ Kapitza, P.. (1938). "Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point". Nature. 141 (3558) 74. doi:10.1038/141074a0.
  60. ↑ Osheroff, D. D.. (1972). "Evidence for a New Phase of Solid He3". Phys. Rev. Lett.. 28 (14) 885–888. doi:10.1103/PhysRevLett.28.885.
  61. ↑ (1961-03-15). "New Solid Phase in ${\mathrm{He".^{4}$ |url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.6.265 |journal=Physical Review Letters |volume=6 |issue=6 |pages=265–267 |doi=10.1103/PhysRevLett.6.265|url-access=subscription }}
  62. ↑ Nov 25, 1906, page 17 - The Kansas City Star at Newspapers.com™. Newspapers.com.
  63. ↑ McFarland, D. F.. (1903). "Composition of Gas from a Well at Dexter, Kan". Transactions of the Kansas Academy of Science. 19 60–62. doi:10.2307/3624173.
  64. ↑ Discovery of Helium in Natural Gas at the University of Kansas. National Historic Chemical Landmarks.
  65. ↑ Cady, H. P.. (1906). Helium in Natural Gas. Science. 24 (611) 344. doi:10.1126/science.24.611.344.
  66. ↑ Cady, H. P.. (1906). "Helium in Kansas Natural Gas". Transactions of the Kansas Academy of Science. 20 80–81. doi:10.2307/3624645.
  67. ↑ (1961). Aeronautics and Astronautics: An American Chronology of Science and Technology in the Exploration of Space, 1915–1960. 11–19. NASA.
  68. ↑ Hilleret, N.. (1999). CERN Accelerator School, vacuum technology: proceedings: Scanticon Conference Centre, Snekersten, Denmark, 28 May – 3 June 1999. 203–212. CERN. doi:10.5170/CERN-1999-005.203.
  69. ↑ Williamson, John G.. (1968). "Energy for Kansas". Transactions of the Kansas Academy of Science. 71 (4) 432–438. doi:10.2307/3627447.
  70. ↑ (2005-10-06). Conservation Helium Sale. Federal Register. 70 (193) 58464.
  71. ↑ 71.0 71.1 Stwertka, Albert (1998). Guide to the Elements: Revised Edition. New York; Oxford University Press, p. 24. ISBN 0-19-512708-0
  72. ↑ Helium Privatization Act of 1996
  73. ↑ (2000). Executive Summary. nap.edu. ISBN 978-0-309-07038-6. doi:10.17226/9860.
  74. ↑ (1951). Helium. 599–602. Bureau of Mines / Minerals yearbook 1949.
  75. ↑ Helium End User Statistic. U.S. Geological Survey.
  76. ↑ 76.0 76.1 76.2 (2003). "Challenges to the Worldwide Supply of Helium in the Next Decade". Advances in Cryogenic Engineering. A (710) 119–138. doi:10.1063/1.1774674.
  77. ↑ Kaplan, Karen H.. (June 2007). "Helium shortage hampers research and industry". 60 (6) 31–32. American Institute of Physics. doi:10.1063/1.2754594.
  78. ↑ Basu, Sourish. (October 2007). Updates: Into Thin Air. 297 (4) 18. Scientific American, Inc..
  79. ↑ 79.0 79.1 79.2 Newcomb, Tim. (21 August 2012). There's a Helium Shortage On—and It's Affecting More than Just Balloons. Time.
  80. ↑ (19 February 2015). Air Liquide the world leader in gases, technologies and services for Industry and Health. Air Liquide Press Release.
  81. ↑ (26 June 2017). Middle East turmoil is disrupting a vital resource for nuclear energy, space flight and birthday balloons. washingtonpost.com.
  82. ↑ Cockerill, Rob. (25 December 2014). 2015 – What lies ahead? Part 1. Gasworld.
  83. ↑ (April 28, 2015). Will Air Products' (APD) Earnings Surprise Estimates in Q2? - Analyst Blog. NASDAQ.com.
  84. ↑ Watkins, Thayer. The Old Quantum Physics of Niels Bohr and the Spectrum of Helium: A Modified Version of the Bohr Model. San Jose State University.
  85. ↑ (2022). "Halo Properties in Helium Nuclei from the Perspective of Geometrical Thermodynamics". Annalen der Physik. 534 (2100278). doi:10.1002/andp.202100278.
  86. ↑ 86.0 86.1 (2014). The triple-alpha reaction and the A = 8 gap in BBN and Population III stars. Memorie della Società Astronomica Italiana. 85 124–129.
  87. ↑ 87.0 87.1 (2018). "Precision big bang nucleosynthesis with improved Helium-4 predictions". Physics Reports. 754 1–66. doi:10.1016/j.physrep.2018.04.005.
  88. ↑ (1999). "Cosmic lithium-beryllium-boron story". Astrophysics and Space Science. 265 (1–4) 77–86. doi:10.1023/A:1002197712862.
  89. ↑ (2020). "The PHLEK Survey: A New Determination of the Primordial Helium Abundance". The Astrophysical Journal. 896 (77) 77. doi:10.3847/1538-4357/ab91af.
  90. ↑ Lewars, Errol G.. (2008). Modelling Marvels. 70–71. Springer. ISBN 978-1-4020-6972-7.
  91. ↑ Weiss, Ray F.. (1971). "Solubility of helium and neon in water and seawater". J. Chem. Eng. Data. 16 (2) 235–241. doi:10.1021/je60049a019.
  92. ↑ (1998). "Solubility of gases in water: Correlation between solubility and the number of water molecules in the first solvation shell". Pure and Applied Chemistry. 70 (10) 1895–1904. doi:10.1351/pac199870101895.
  93. ↑ (2004). Using helium as a standard of refractive index: correcting errors in a gas refractometer. Metrologia. 41 (3) 189–197. doi:10.1088/0026-1394/41/3/012.
  94. ↑ (1976). "Helium isotopes in an aurora". J. Geophys. Res.. 81 (1) 111–115. doi:10.1029/JA081i001p00111.
  95. ↑ RubberBible86th, p. 6–120.
  96. ↑ Hohenberg, P. C.. (2000). "Microscopic Theory of Superfluid Helium". Annals of Physics. 281 (1–2) 636–705 12091211. doi:10.1006/aphy.2000.6019.
  97. ↑ Warner, Brent. Introduction to Liquid Helium. NASA.
  98. ↑ Fairbank, H. A.. (1949). "Rollin Film Rates in Liquid Helium". Physical Review. 76 (8) 1209–1211. doi:10.1103/PhysRev.76.1209.
  99. ↑ Rollin, B. V.. (1939). "On the 'film' phenomenon of liquid helium II". Physica. 6 (2) 219–230. doi:10.1016/S0031-8914(39)80013-1.
  100. ↑ Ellis, Fred M.. (2005). Third sound. Wesleyan Quantum Fluids Laboratory.
  101. ↑ Bergman, D.. (1949). "Hydrodynamics and Third Sound in Thin He II Films". Physical Review. 188 (1) 370–384. doi:10.1103/PhysRev.188.370.
  102. ↑ (2005-10-05). Solid Helium. Department of Physics University of Alberta.
  103. ↑ 103.0 103.1 103.2 103.3 103.4 RubberBible86th.
  104. ↑ Grilly, E. R.. (1973). "Pressure-volume-temperature relations in liquid and solid 4He". Journal of Low Temperature Physics. 11 (1–2) 33–52. doi:10.1007/BF00655035.
  105. ↑ Henshaw, D. B.. (1958). "Structure of Solid Helium by Neutron Diffraction". Physical Review Letters. 109 (2) 328–330. doi:10.1103/PhysRev.109.328.
  106. ↑ (1979). Solidification of helium, at room temperature under high pressure. Journal de Physique Lettres. 40 (13) 307–308. doi:10.1051/jphyslet:019790040013030700.
  107. ↑ Keller, William E.. (1969). "Helium-3 and Helium-4". 347–404. Springer US. ISBN 978-1-4899-6232-4. doi:10.1007/978-1-4899-6485-4_9.
  108. ↑ 108.0 108.1 Weiss, Achim. Elements of the past: Big Bang Nucleosynthesis and observation. Max Planck Institute for Gravitational Physics.; (2004). "Updated Big Bang Nucleosynthesis confronted to WMAP observations and to the Abundance of Light Elements". Astrophysical Journal. 600 (2) 544–552. doi:10.1086/380121.
  109. ↑ 109.0 109.1 Anderson, Don L.. (2006-09-02). Helium Fundamentals. MantlePlumes.org.
  110. ↑ Novick, Aaron. (1947). "Half-Life of Tritium". Physical Review. 72 (10) 972. doi:10.1103/PhysRev.72.972.2.
  111. ↑ (2002). "Isotopic Composition and Abundance of Interstellar Neutral Helium Based on Direct Measurements". Astrophysics. 45 (2) 131–142. doi:10.1023/A:1016057812964.
  112. ↑ (2007-10-19). Lunar Mining of Helium-3. Fusion Technology Institute of the University of Wisconsin-Madison.
  113. ↑ Slyuta, E. N.. (2007). The estimation of helium-3 probable reserves in lunar regolith. Lunar and Planetary Science Conference. (1338) 2175.
  114. ↑ Hedman, Eric R.. (2006-01-16). A fascinating hour with Gerald Kulcinski. The Space Review.
  115. ↑ (2022). "Development of Dilution refrigerators – A review". Cryogenics. 121. doi:10.1016/j.cryogenics.2021.103390.
  116. ↑ Holman, Jack P.. (2002). "Heat Transfer". 600–606. McGraw-Hill Companies, Inc.. ISBN 9780072406559.
  117. ↑ (2007). "Fundamentals of Heat and Mass Transfer". 941–950. John Wiley and Sons, Inc.. ISBN 9780471457282.
  118. ↑ Evett, Arthur A.. (January 1, 1956). Ground State of the Helium-Hydride Ion. The Journal of Chemical Physics. 24 (1) 150–152. doi:10.1063/1.1700818.
  119. ↑ Hiby, Julius W.. (1939). "Massenspektrographische Untersuchungen an Wasserstoff- und Heliumkanalstrahlen (H3+, H2-, HeH+, HeD+, He-)". Annalen der Physik. 426 (5) 473–487. doi:10.1002/andp.19394260506.
  120. ↑ (8 April 2013). A Fragile Union Between Li and He Atoms. Physics. 6. doi:10.1103/Physics.6.42.
  121. ↑ Wong, Ming Wah. (2000). Prediction of a Metastable Helium Compound: HHeF. Journal of the American Chemical Society. 122 (26) 6289–6290. doi:10.1021/ja9938175.
  122. ↑ Grochala, W.. (2009). "On Chemical Bonding Between Helium and Oxygen". Polish Journal of Chemistry. 83 87–122.
  123. ↑ Collapse of helium's chemical nobility predicted by Polish chemist.
  124. ↑ Saunders, Martin. (1993). "Stable Compounds of Helium and Neon: He@C60 and Ne@C60". Science. 259 (5100) 1428–1430. doi:10.1126/science.259.5100.1428.
  125. ↑ (1994). "Probing the interior of fullerenes by 3He NMR spectroscopy of endohedral 3He@C60 and 3He@C70". Nature. 367 (6460) 256–258. doi:10.1038/367256a0.
  126. ↑ (1992). "A high-pressure van der Waals compound in solid nitrogen-helium mixtures". Nature. 358 (6381) 46–48. doi:10.1038/358046a0.
  127. ↑ (2017). "A stable compound of helium and sodium at high pressure". Nature Chemistry. 9 (5) 440–445. doi:10.1038/nchem.2716.
  128. ↑ (April 2019). Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH+. Nature. 568 (7752) 357–359. doi:10.1038/s41586-019-1090-x.
  129. ↑ Oliver, B. M.. (1984). "Helium concentration in the Earth's lower atmosphere". Geochimica et Cosmochimica Acta. 48 (9) 1759–1767. doi:10.1016/0016-7037(84)90030-9.
  130. ↑ (2007-08-29). The Atmosphere: Introduction. JetStream – Online School for Weather.
  131. ↑ Lie-Svendsen, Ø.. (1996). "Helium escape from the terrestrial atmosphere: The ion outflow mechanism". Journal of Geophysical Research. 101 (A2) 2435–2444. doi:10.1029/95JA02208.
  132. ↑ Strobel, Nick. (2007). Atmospheres. Nick Strobel's Astronomy Notes.
  133. ↑ G. Brent Dalrymple. How Good Are Those Young-Earth Arguments?.
  134. ↑ Pitchblende. Mindat.org.
  135. ↑ Monazite. Mindat.org.
  136. ↑ Monazite-(Ce). Mindat.org.
  137. ↑ Cook, Melvine A.. (1957). "Where is the Earth's Radiogenic Helium?". Nature. 179 (4552) 213. doi:10.1038/179213a0.
  138. ↑ Aldrich, L. T.. (1948). "The Occurrence of He3 in Natural Sources of Helium". Phys. Rev.. 74 (11) 1590–1594. doi:10.1103/PhysRev.74.1590.
  139. ↑ Morrison, P.. (1955). "Radiogenic Origin of the Helium Isotopes in Rock". Annals of the New York Academy of Sciences. 62 (3) 71–92. doi:10.1111/j.1749-6632.1955.tb35366.x.
  140. ↑ Zartman, R. E.. (1961). Helium Argon and Carbon in Natural Gases. Journal of Geophysical Research. 66 (1) 277–306. doi:10.1029/JZ066i001p00277.
  141. ↑ Broadhead, Ronald F.. (2005). Helium in New Mexico—geology distribution resource demand and exploration possibilities. New Mexico Geology. 27 (4) 93–101. doi:10.58799/NMG-v27n4.93.
  142. ↑ (January 2021). Helium. Mineral Commodity Summaries.
  143. ↑ Press release: The unbearable lightness of helium.... European Association of Geochemistry.
  144. ↑ Rom, Zoë. (2024-11-18). How a dwindling helium supply is impacting public land management. High Country News.
  145. ↑ (2000-05-18). The Impact of Selling the Federal Helium Reserve. National Academies Press. ISBN 978-0-309-07038-6. doi:10.17226/9860.
  146. ↑ Winter, Mark. (2008). Helium: the essentials. University of Sheffield.
  147. ↑ Cai, Z.. (2007). Modelling Helium Markets. University of Cambridge.
  148. ↑ (2009). Helium. Mineral Commodity Summaries. 74–75.
  149. ↑ 149.0 149.1 (2014). Air Liquide and Linde in Helium Hunt as Texas Reserves Dry Up. Bloomberg.
  150. ↑ 150.0 150.1 United States Geological Survey. (March 2025). Helium.
  151. ↑ Briggs, Helen. (28 June 2016). Helium discovery a 'game-changer'. BBC News.
  152. ↑ 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.
  153. ↑ 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
  154. ↑ Pflum, Mary. (February 7, 2023). The fate of America's largest supply of helium is up in the air. NBC News.
  155. ↑ (September 19, 2023). Federal Helium System at Cliffside. U.S. General Services Administration.
  156. ↑ (January 24, 2024). In Amarillo, the Nation's Helium Stockpile Goes on Sale. Texas Monthly.
  157. ↑ Fresne, Patrick. (2023-07-23). When a Rush Begins: A Field Guide to the Helium Hopefuls of the United States. Gold and Revolution.
  158. ↑ (1981). "Membrane technology—A new trend in industrial gas separation". Chemical and Petroleum Engineering. 17 (1) 19–21. doi:10.1007/BF01245721.
  159. ↑ Committee on the Impact of Selling, Table 4.2 संग्रहीत संस्करण
  160. ↑ (2012). "Resources: Stop squandering helium". Nature. 485 (7400) 573–575. doi:10.1038/485573a.
  161. ↑ हीलियम सेल-ऑफ जोखिम भविष्य की आपूर्ति संग्रहीत संस्करण, माइकल बैंक्स, फिजिक्स वर्ल्ड, 27 जनवरी 2010। अभिगमन तिथि 27 फरवरी, 2010।
  162. ↑ (1990). "Aerothermodynamics and Transition in High-Speed Wind Tunnels at Nasa Langley". Annual Review of Fluid Mechanics. 22 (1) 419–439. doi:10.1146/annurev.fl.22.010190.002223.
  163. ↑ Morris, C.I.. (2001). Shock Induced Combustion in High Speed Wedge Flows.
  164. ↑ 164.0 164.1 (2005). "Helium". Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. 764–765. ISBN 978-0-471-61525-5.
  165. ↑ Hablanian, M. H.. (1997). High-vacuum technology: a practical guide. 493. CRC Press. ISBN 978-0-8247-9834-5.
  166. ↑ Ekin, Jack W.. (2006). Experimental Techniques for Low-Temperature measurements. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-857054-7.
  167. ↑ (1985). Effects of inert gas narcosis on behavior—a critical review. Undersea Biomedical Research. 12 (4) 369–402.
  168. ↑ Thomas, J. R.. (1976). Reversal of nitrogen narcosis in rats by helium pressure. Undersea Biomed. Res.. 3 (3) 249–59.
  169. ↑ Butcher, Scott J.. (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.
  170. ↑ (27 January 2009). Heliox21. Linde Gas Therapeutics.
  171. ↑ 171.0 171.1 (1974). The causes, mechanisms and prevention of the high pressure nervous syndrome. Undersea Biomed. Res.. 1 (1) 1–28.
  172. ↑ Rostain, J. C.. (1988). Effects of a H2-He-O2 mixture on the HPNS up to 450 msw. Undersea Biomed. Res.. 15 (4) 257–70.
  173. ↑ (1999). "Working gases in thermoacoustic engines". The Journal of the Acoustical Society of America. 105 (5) 2677–2684. doi:10.1121/1.426884.
  174. ↑ Makhijani, Arjun. (1995). "Mending the Ozone Hole: Science, Technology, and Policy". MIT Press. ISBN 978-0-262-13308-1.
  175. ↑ Gallagher, Sean. (November 4, 2013). HGST balloons disk capacity with helium-filled 6TB drive. Ars Technica.
  176. ↑ Jakobsson, H.. (1997). "Simulations of the dynamics of the Large Earth-based Solar Telescope". Astronomical & Astrophysical Transactions. 13 (1) 35–46. doi:10.1080/10556799708208113.
  177. ↑ Engvold, O.. (1983). "Tests of vacuum VS. helium in a solar telescope". Applied Optics. 22 (1) 10–12. doi:10.1364/AO.22.000010.
  178. ↑ LHC: Facts and Figures. CERN.
  179. ↑ Helium, USP: FDA-Approved Drugs. U.S. Food and Drug Administration.
  180. ↑ (14 April 2020). FDA approval letter.
  181. ↑ (1975). Calculation of the relative speed of sound in a gas mixture. Undersea Biomed Res. 2 (4) 305–10.
  182. ↑ (14 July 2000). Why does helium make your voice squeaky?.
  183. ↑ (March 28, 2025). Helium. Airgas.
  184. ↑ 184.0 184.1 Grassberger, Martin. (2007). "Suicidal asphyxiation with helium: Report of three cases Suizid mit Helium Gas: Bericht über drei Fälle". Wiener Klinische Wochenschrift. 119 (9–10) 323–325. doi:10.1007/s00508-007-0785-4.
  185. ↑ 185.0 185.1 185.2 185.3 Montgomery B.. (2006-06-03). 2 found dead under deflated balloon. Tampa Bay Times.
  186. ↑ 186.0 186.1 (4 June 2006). Two students die after breathing helium. CBC.
  187. ↑ 187.0 187.1 Helium inhalation – it's no laughing matter – Article courtesy of BOC Gases. Balloon Artists & Suppliers Association of Australasia Ltd.
  188. ↑ 188.0 188.1 Dangers of Helium Inhalation. Lou's Balloons.
  189. ↑ 189.0 189.1 Helium Gas Safety & Data Sheet. bouncetime.
  190. ↑ 190.0 190.1 Engber, Daniel. (2006-06-13). Stay Out of That Balloon!. Slate.com.
  191. ↑ (2000). "Imitating Mickey Mouse can be dangerous". BMJ: British Medical Journal. 320 (7237) 732.
  192. ↑ (January 6, 2010). Teen Dies After Inhaling Helium. KTLA News.
  193. ↑ (19 November 2010). Tributes to 'helium death' teenager from Newtownabbey. BBC Online.
  194. ↑ Mather, Kate. (24 February 2012). Parents of Eagle Point girl who died from inhaling helium hope to save others from same fate. The Oregonian.
  195. ↑ Barnard, Jeff. (22 February 2012). Ashley Long, Oregon Teenager, Dies After Inhaling Helium at Wild Party (VIDEO). Huffington Post.
  196. ↑ Barnard, Jeff. (23 February 2012). Teen girl dies after inhaling helium at party. Today.
  197. ↑ The Oxford Leader Newspaper, Sherman Publications, Inc., December 3, 2012.
  198. ↑ (5 February 2015). 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.
  199. ↑ Rayman, Noah. (5 February 2015). J-Pop Teen Star Left in Coma After Inhaling Helium for TV Stunt. Time.
  200. ↑ (4 April 2015). 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.
    (4 February 2015). 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.
    (4 February 2015). テレ朝謝罪、12歳アイドルがヘリウム吸い救急搬送.
    (4 February 2015). 3b Junior idol in coma after inhaling helium on TV Asahi program.
    (4 February 2015). アイドル救急搬送騒動で制作会社が実績削除の不可解.
  201. ↑ (5 February 2015). Japanese child star in coma after helium stunt goes wrong. BBC.
  202. ↑ Rostain J.C.. (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.

ग्रंथ सूची

बाहरी कड़ियाँ

Helium.ogg

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Helium" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Helium यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=हीलियम&oldid=2013"