صفحه اول تماس با ما RSS قالب وبلاگ
دانستنی های علوم تجربی - آرشیو 1398/3
<-Description->
دادگر 1398/3/12

ساختار-گاز-هلیوم


گاز هلیوم یک عنصر شیمیایی با فرمول شیمیایی He و عدد اتمی 2 است. این گاز عنصری بدون رنگ، بدون بو، بدون طعم ، غیر سمی، خنثی و تک اتمی است. اولین عضو در گروه گاز نجیب در جدول تناوبی است. همچنین کمترین نقطه جوش را در میان همه عناصر شیمیایی به خود اختصاص داده است. بعد از گاز هیدروژن دومین عنصر سبک و فراوان در جهان است و 24 درصد جرم کل عناصر جهان را تشکیل می دهد و سنگین تر از هواست. مهم ترین منبع هلیوم در جهان سیاره های خورشید و مشتری هستند. اما منابع آن در زمین بسیار محدود است و از طرفی کاربردهای بسیار مهمی دارد. به همین دلیل در بین گازها یک گاز استراتژیک محسوب می شود و از اهمیت زیادی برخوردار است.
اغلب مردم می دانند که هلیوم به عنوان یک گاز بالابرنده در بالن ها و بادکنک های جشن تولد استفاده می شود. اما معمولا کاربردهای دیگر آن را نمی توانند نام ببرند. مهم ترین کاربرد آن به عنوان گاز سرد کننده در دستگاه MRI در پزشکی است. کاربردهای مهم دیگر نیز عبارتند از: گاز محافظ در جوشکاری، گاز خنثی برای ایجاد یک اتمسفر کنترل شده، تشخیص نشتی ها و جرئی از مخلوط گاز تنفسی غواص ها. تاریخچه گاز هلیوم گاز هلیوم قبل از اینکه بر روی زمین کشف شود در خورشید کشف شده بود. پیر جولز سزار جانسن، اختر شناس فرانسوی در سال 1868 هنگامی که  بر روی کسوف خورشید مطالعه می کرد متوجه خط زردی در طیف خورشید شد. آقای نورمن لاکیر، اختر شناس انگلیسی دریافت که این طیف با طول موج 587.49 نانومتر موبوط به هیچ یک از عناصر شناخته شده تا آن زمان نیست. این احتمال وجود داشت که یک عنصر جدید و ناشناخته در خورشید منبع این طیف باشد. لاکیر این عنصر ناشناخته را هلیوم نامید.
تاریخچه-گاز-هلیوم
آیا می دانید خورشید بزرگترین منبع گاز هلیوم در جهان است؟
گاز هلیوم در زمین اولین بار در سال 1895 کشف شد. آقای ویلیام رامسی، شیمیدان سوئدی آزمایشی را با یک مینرال محتوی اورانیوم به نام سلیوت انجام داد. او این مینرال را در معرض اسیدهای معدنی قرار داد و آنگاه گازهای تولید شده را جمع آوری کرد. او نمونه این گازها را به دو دانشمند به نام ای لاکیر و ویلیام کوکس که قادر به تشخیص هلیوم در آن بودند فرستاد. دو شیمی دان سوئدی به نام های لانگلت و نئودر کلیو نیز تقریبا به طور همزمان وجود هلیوم را در سنگ معدن دیگری تشخیص دادند.  هلیوم چگونه تولید می شود؟ مقدار بسیار کمی از گاز هلیوم در جو زمین وجود دارد. زیرا این عنصر بسیار سبک است و گرانش زمین قادر به نگه داشتن آن نیست. زمانی که در سطح زمین قرار می گیرد از آنجا که سبک تر از هواست به سمت بالا حرکت کرده و به مرور زمان از جو زمین خارج می شود. در حقیقت دلیل استفاده از این گاز در بالا بردن بالن ها و بادکنک ها همین ویژگی منحصر به فرد و جالب آن است. گاز هلیوم از تخریب رادیواکتیو ایزوتوپ های سنگین اورانیوم-238، اورانیوم-235 و توریوم-232 به دست می آید. اورانیوم-238 بیشترین ایزوتوپ یافت شده در رسوب های اورانیوم  است.


ادامه مطلب...
برچسب ها:

| نسخه قابل چاپ | تعداد بازديد : 100
دادگر 1398/3/12
هلیوم در خورشیدچه مقدار هلیوم در روی ستاره خورشید وجود دارد ؟

هلیوم در خورشید و در دیگر ستارگان از گداختگی اتم های هیدروژن تولید می شود. مقدار هلیوم موجود در خورشید بسیار زیاد است اما قابل استحصال برای استفاده در کره زمین نیست. به همین دلیل باید به منابع محدود هلیوم که در میدان های گاز طبیعی در زمین یافت می شود اکتفا کرد و در مصرف این منابع تجدید ناپذیر صرفه جویی نمود.

چه اتفاقی برای هلیوم در خورشید و دیگر ستارگان می افتد ؟

بیشتر ستاره ها پس از تبدیل بخش زیادی از هیدروژن موجود در خود به هلیوم ، وارد مرحله ای از تغییرات داخلی می شوند. هسته های داخلی آن ها فرو می ریزید و حرارت در این ستارگان بسیار بالا می رود. دمای بالا باعث می شود که هلیوم به اتم های بزرگتری مبدل شود برای مثال سه اتم هلیوم با همدیگر کربن را تشکیل می دهند.

پس از تشکیل اتم های جدید چه می شود ؟

به طور هم زمان هلیوم در خورشید یا ستارگان دیگر با اتم های کربن جدیدی که تشکیل شده اند ترکیب شده و اکسیژن را شکل می دهند. بیرون از هسته ی ستارگان هنچنان هیدروژن کافی برای تبدیل شدن به هلیوم وجود دارد. البته دیگر اتم های جدید شکل گرفته اند و در ظاهر نیز رنگ ستاره را تغییر می دهند.

ستارگانی که در مرحله تیدیل هیدروژن به هلیوم قرار دارند مانند خورشید در منظومه شمسی هستند و در مراحل بعد به ستارگان قرمز غول پیکر تبدیل می شوند.

پس از تبدیل هلیوم به اتم های دیگر چه اتفاقی برای خورشید می افتد ؟

زمانی که خورشید وارد مرحله تغییرات داخلی شود و به ستاره قرمز بزرگی مبدل گردد، کم کم رو به خنک شدن می رود. در ستاره های بزرگ تر از خورشید دیده شده است که پس از تبدیل شدن به ستاره قرمز بزرگ همچنان قابلیت تغییر اتم ها به اتم های بزرگتر وجود دارد.

اتمام هلیوم در هسته ی ستارگان

وقتی هلیوم در هسته ی ستارگان رو به اتمام بگذارد، ستاره بار دیگر دچار فروپاشی می شود و دمای آن بالا می رود و در این شرایط کربن و اکسیژن تشکیل شده می توانند با هم ترکیب شوند و اتم های بزرگ تر را ایجاد کنند. اگر یک ستاره به اندازه ی کافی بزرگ باشد این چرخه تا جایی ادامه پیدا می کند که عنصر آهن (Fe) تشکیل شود. در این مرحله دمای هسته هر چقدر هم که بالا برود قادر به تشکیل اتم های جدید نخواهد بود.

آخرین مرحله تبدیل اتمی

پس از تشکیل آهن و عدم ادامه ی تبدیل اتم ها به یکدیگر هسته ی داغ تری در یک ستاره شکل می گیرد که فروپاشیده می شود، ناپایدار می شود، دچار انفجار می شود و یک سوپر نوا یا ستاره ی نوترونی را شکل می دهد.

البته هلیوم در خورشید تا این مرحله پیشروی نمی کند زیرا خورشید ستاره ی خیلی بزرگی نیست.

منبعcurious.astro.cornell.edu

برچسب ها:

| نسخه قابل چاپ | تعداد بازديد : 86