Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Pourquoi l'hélium est-il important pour le monde?
- À quoi sert l'hélium?
- Où se trouve l'hélium dans la vie quotidienne?
- L'hélium est-il un gaz explosif?
- Quelles sont les conséquences de l'inhalation d'hélium?
L'hélium est un élément appelé gaz noble. Il est incolore et inodore et il est répandu dans tout l'univers. Vous connaissez peut-être l'hélium des ballons à l'hélium, qui flottent. L'élément hélium a cependant beaucoup plus d'utilisations que les ballons de fête. Il est également utilisé dans les airbags de voiture, les équipements de haute technologie, les appareils médicaux et les aéronefs. L'hélium continue d'être un élément majeur de la vie moderne, même si vous ne pouvez pas le voir directement.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
L'hélium est le deuxième élément le plus abondant de l'univers. Bien que vous ne puissiez pas le voir ou le sentir, l'hélium figure dans de nombreuses utilisations quotidiennes, dans les domaines de la technologie, de la médecine et même de la voiture.
Pourquoi l'hélium est-il important pour le monde?
Pour comprendre l'importance de l'hélium dans le monde, il est utile d'en apprendre davantage sur les propriétés des éléments. De plus, il est essentiel de connaître son histoire et de comprendre comment ses problèmes d'approvisionnement se retrouvent dans certains aspects de la vie moderne.
L'hélium est un élément qui existe sous forme de gaz. Son symbole atomique est «He» et son numéro atomique est 2 sur le tableau périodique. Le point de fusion de l'hélium est le plus bas de tous les éléments et son point d'ébullition est de -452 degrés Fahrenheit. Seul l'hélium peut rester liquide même si sa température est abaissée. Il ne se solidifiera qu'à des pressions extrêmes. Ces propriétés rendent l'hélium indispensable pour certaines technologies plus récentes telles que les matériaux supraconducteurs.
L'élément hélium n'est en second lieu qu'après l'hydrogène dans son abondance dans l'univers. L'hélium existe dans toutes les étoiles et il est plus abondant dans les étoiles les plus chaudes. Il est produit à partir de réactions de fusion nucléaire dans les étoiles. En fait, l'hélium a été découvert en étudiant notre propre étoile, le soleil. L'hélium est répandu au soleil; c'est un élément essentiel et donc important pour le monde.
L'hélium n'a été découvert que le 18 août 1868. Un astrophysicien français du nom de Pierre Jules Cesar Janssen a utilisé un nouveau dispositif astronomique appelé spectroscope pour observer les longueurs d'onde de la lumière. Le spectroscope affiche les spectres, ou longueurs d'onde de la lumière, sous forme de bandes de couleur. En observant le soleil éclipsé avec un spectroscope, Janssen trouva dans la lumière du soleil une longueur d’onde qui ne correspondait à aucun autre élément trouvé sur Terre, sous la forme d’une ligne jaune vif. Janssen s'est rendu compte qu'il avait découvert un nouvel élément. Un autre astronome, l'Anglais Norman Lockyer, a également fait cette observation en regardant le soleil. Tous les deux avaient observé l'élément hélium, que Lockyer a nommé d'après le mot grec pour le soleil. Finalement, en 1882, de l'hélium fut découvert sur Terre, dans la lave du Vésuve, lorsque le physicien Luigi Palmieri découvrit le spectre jaune vif pendant qu'il analysait la lave. Plus tard, William Ramsay a mené des expériences qui ont prouvé que l'hélium existait sur Terre; il a constaté que lorsque le radium se désintégrait, il produisait de l'hélium. Per Teodor Cleve et Nils Abraham Langer détermineraient, en 1895, le poids atomique de l’hélium.
L'étude de l'hélium aide les scientifiques à mieux comprendre non seulement la Terre, mais également les autres planètes. Dans le système solaire, les scientifiques ont découvert de l'hélium dans l'atmosphère des planètes gazeuses géantes Jupiter et Saturne. Sur Saturne, une sorte de pluie d’hélium, mélangée à de l’hydrogène liquide, tombe dans l’atmosphère dans un environnement extrême de température et de pression. Les scientifiques pensent que cette «pluie» d'hélium tombe au cœur de la planète. L’énergie potentielle gravitationnelle déchaînée est peut-être ce qui fait que Saturne brille si fort, une caractéristique qui a déconcerté les scientifiques pendant des années.
Au fil du temps, les scientifiques en ont appris davantage sur les propriétés de l'hélium. La description de l'hélium est qu'il est incolore et inodore et plus léger que l'air. C'est pourquoi les ballons gonflés à l'hélium flottent et que l'hélium n'est pas très soluble dans l'eau. Les qualités inertes de l'élément figurent souvent dans la description de l'hélium. Historiquement considéré comme chimiquement inerte, il a tendance à ne pas réagir avec d'autres éléments. Helium ne veut pas abandonner ses deux électrons; il reste stable avec sa couche d'électrons. Pour cette raison, l'hélium est classé parmi les gaz rares, avec le néon, l'argon, le radon et d'autres gaz rares figurant au tableau périodique.
Récemment, des scientifiques ont découvert que l'hélium n'était pas complètement inerte, comme on le pensait.Après avoir découvert des cristaux composés d'éléments comme l'hélium et le sodium, les chercheurs ont découvert que l'hélium peut se combiner à d'autres atomes sans partager ses électrons. En d'autres termes, il se combine avec d'autres atomes mais ne crée pas de liaisons chimiques. Au lieu de cela, il protège les atomes chargés positivement les uns des autres et contrecarre la force répulsive qui les sépare normalement. Sous une pression extrême, comme au cœur de la Terre, l’hélium et l’hydrogène se compressent et forment des composés stables. Les scientifiques découvriront peut-être des aspects plus fascinants de l'élément hélium et détermineront s'il est encore possible de le considérer comme véritablement inerte ou s'il peut effectivement former des composés stables dans des environnements extrêmes.
Dans l'atmosphère, l'hélium n'est concentré qu'en une partie sur 200 000. Il n'est ni pratique, ni rentable, ni efficace d'extraire l'hélium de l'air. Ce n'est donc pas ainsi que les gens obtiennent de l'hélium. Au lieu de cela, l'hélium est produit à partir de gaz naturel. Les impuretés telles que l'eau, les sulfures et les dioxyde de carbone doivent d'abord être éliminées, puis l'hélium brut résultant, qui contient encore d'autres éléments tels que l'argon, le néon, l'hydrogène et l'azote, est purifié à des pressions élevées. Ce brut est ensuite super refroidi. L'argon et l'azote se liquéfient, et finalement l'azote s'évapore. L'hélium se sépare du néon, de l'azote et de l'hydrogène. Un filtrage supplémentaire avec du charbon actif élimine les autres gaz.
L'hélium peut être trouvé dans certains gisements de gaz naturel à travers le monde. Ce n'est cependant pas dans tous les gisements de gaz naturel. Aux États-Unis, l'hélium est extrait de puits au Kansas, en Oklahoma et au Texas. Le Texas abrite à lui seul la Federal Helium Reserve, principale source d'approvisionnement des États-Unis. Cette offre diminue toutefois avec le temps. Un important gisement d'hélium existe également en Tanzanie. Il n’existe à ce jour que 14 usines dans le monde qui raffinent l’hélium. L'hélium est également présent dans les minéraux radioactifs en décomposition. Il est naturellement fabriqué à partir de bombardement cosmique et par rayons X de béryllium et de lithium.
La diminution de l'offre d'hélium est devenue un problème majeur. La dépendance à l'hélium dans la technologie moderne s'est accrue et l'offre a donc diminué. Les scientifiques travaillent pour rendre la production d'hélium plus efficace et durable. De nouvelles méthodes telles que le recyclage et la reliquéfaction de l'hélium pourraient fonctionner à petite échelle, ce qui pourrait aider les chercheurs. Cela peut aider à réduire le coût de l'hélium lorsque son volume diminue.
La découverte de l'hélium a conduit à de nombreuses grandes innovations. À terme, de nombreuses utilisations de l'hélium pourraient émerger. Dans la vie moderne, l’hélium occupe une place considérable dans les domaines de la technologie, de la médecine et de la recherche.
À quoi sert l'hélium?
Il existe de nombreuses utilisations de l'hélium. Bien sûr, il est utilisé pour remplir des ballons de fête qui ravissent les enfants et les adultes du monde entier. L'hélium a remplacé l'hydrogène dans les dirigeables, après que l'hydrogène se soit révélé très réactif. L'hélium est utilisé pour la médecine, la recherche scientifique, le soudage à l'arc, la réfrigération, le gaz pour aéronef, le réfrigérant pour réacteurs nucléaires, la recherche cryogénique et la détection des fuites de gaz. Il est utilisé pour ses propriétés de refroidissement en raison de son point d'ébullition proche du zéro absolu. Cela le rend attrayant pour une utilisation dans les supraconducteurs. L'hélium est également utilisé pour la mise sous pression de roquettes et autres engins spatiaux. Il est également utilisé comme agent de transfert de chaleur.
En médecine, parfois, l'hélium est utilisé pour aider les patients souffrant de problèmes pulmonaires tels que l'obstruction des voies respiratoires, l'asthme et la MPOC. L'hélium permet une meilleure pénétration des gaz dans les alvéoles distales dans les poumons. Il est donc utilisé pour la ventilation pulmonaire en cas de nécessité médicale. L'hélium est également utilisé pour les tests de la fonction pulmonaire. L'hélium est également utilisé dans certaines chirurgies laparoscopiques au lieu du monoxyde de carbone. L'hélium est parfois utilisé comme une étiquette pour l'imagerie. Parfois, l'hélium est utilisé pour une chirurgie à cœur ouvert, mélangé à de l'oxygène et utilisé comme brouillard pour les poumons. L'hélium est également utilisé pour refroidir les aimants supraconducteurs dans les scanners IRM. Les moniteurs de rayonnement utilisent également de l'hélium.
Saviez-vous que l'hélium est important pour les plongeurs? L'hélium remplace l'azote dans les mélanges de gaz de plongée, ce qui permet aux plongeurs d'aller plus en profondeur sans avoir d'effets négatifs sur le système nerveux central. Sans ce mélange, les plongeurs pourraient souffrir d'effets de pression avec la condition appelée «les coudes».
Les utilisations scientifiques de l'hélium sont nombreuses. Le grand collisionneur de hadrons utilise de l'hélium pour le refroidissement. L'hélium a été utilisé pour découvrir le boson de Higgs, une avancée majeure en physique. Il est utilisé dans les spectromètres à résonance magnétique nucléaire. Les supraconducteurs ne peuvent fonctionner que s'ils sont entourés du froid extrême de l'hélium. Dans l'industrie spatiale, l'hélium a été utilisé pour le refroidissement d'instruments de satellite et de liquide de refroidissement pour véhicules spatiaux. Les météorologues utilisent des ballons météorologiques remplis d'hélium pour les observations météorologiques. Les microscopes électroniques à balayage utilisent parfois de l'hélium pour une meilleure résolution de l'image.
L'hélium joue également un rôle important dans la sécurité des véhicules. Il est utilisé pour remplir les airbags en cas de collision d’un véhicule.
L'hélium est stocké et expédié sous forme liquide et il fait extrêmement froid. Son manque de réactivité le rend idéal pour les environnements protecteurs. Ne jamais manipuler l'hélium directement. Il fait si froid qu'il peut causer des gelures dangereuses.
Où se trouve l'hélium dans la vie quotidienne?
Vous pouvez trouver de l'hélium utilisé dans la vie quotidienne sous différentes formes. Il est utilisé comme agent de levage, dans les ballons de fête, dans les mélanges de plongée et dans les fibres optiques. Les soudeurs utilisent de l'hélium pour souder des arcs dans la construction. Les médecins et les chirurgiens utilisent l'hélium pour aider les patients qui subissent des interventions pulmonaires ou cardiaques. Lorsque vous visitez une épicerie et que vos courses sont numérisées, vous observez probablement des lasers à l'hélium et au néon. Si vous voyez un dirigeable survoler, vous pouvez être sûr qu'il est maintenu en hauteur par l'hélium. Voyez si vous pouvez repérer l'utilisation de l'hélium dans la vie quotidienne tout au long de votre journée.
L'hélium est-il un gaz explosif?
L'hélium n'est pas un gaz explosif. Il est classé comme incombustible, ce qui signifie que l'hélium ne peut pas brûler. Il fait extrêmement froid sous forme liquide, si froid qu'il gèle les autres gaz. Cependant, si son conteneur est exposé à la chaleur, le conteneur lui-même peut éclater. L’hélium liquéfié peut bouillir violemment lorsqu’il est placé dans l’eau, ce qui peut entraîner une forte pression à l’intérieur des conteneurs, ce qui augmente le risque que les conteneurs explosent sous cette pression. Mais à lui seul, l'hélium ne va pas exploser.
Quelles sont les conséquences de l'inhalation d'hélium?
Vous avez peut-être entendu le son humoristique de quelqu'un inspirant un peu d'hélium dans un ballon. La respiration d'hélium modifie le ton de la voix humaine, la rendant beaucoup plus haute, grinçante et caricaturale. Le problème avec ceci est que lorsque vous inspirez de l'hélium à partir d'un ballon, vous ne respirez pas l'air. Les corps humains ont besoin de respirer de l'air pour fonctionner correctement et pour obtenir de l'oxygène là où il est nécessaire dans le cerveau et le corps. Même respirer une petite quantité d'hélium peut causer des vertiges. Mais cela peut aussi causer une perte de conscience et un étouffement. Une respiration continue d'hélium peut même entraîner la mort par anoxie, ce qui signifie une privation d'oxygène par le corps.