Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 28/03/2012 20:36 (GMT+7)

Heli

Lịch sử

Phát minh ra chất Hêli giống như một câu chuyện trinh thám khoa học.

Năm 1886, nhà bác học người Anh là ông Norman Lokier đã dùng kính quang phổ để nghiên cứu Mặt trời. Thiết bị này cho phép phát hiện các nguyên tử khác nhau, vì mỗi một nguyên tố hoá học tương đương với một vạch trên quang phổ.

Ông đã phát hiện ra một vạch lạ, và nó chỉ có thể ứng với một nguyên tử hoàn toàn mới từ trước đến nay. Và người ta đã đặt tên cho nguyên tử này là heli, theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là “mặt trời”.

Sau đó, các nhà khoa học đã bắt tay vào việc tìm kiếm nguyên tử này trên mặt đất. Kết quả của nhiều nghiên cứu khoa học cho thấy, chất Heli có trong bầu khí quyển của chúng ta. Nhưng lượng heli ít đến nỗi trong số 247.350 m 3không khí chỉ vẻn vẹn có 1 m 3heli.

Các công trình nghiên cứu khác đã xác định thêm một điều khác rằng, heli có thể tách ra từ phóng xạ và trong quá trình này hình thành những hạt alpha, nguyên tử heli có tốc độ chuyển động cực lớn.

Thuộc tính

Heli có điểm sôi thấp nhất trong tất cả các nguyên tố và chỉ có thể đông đặc dưới áp suất rất cao. Nguyên tố này thường thường là khí đơn nguyên tử và về mặt hoá học nó là trơ .

Sự phổ biến

Heli là nguyên tố nhiều thứ hai trong vũ trụ, sau hyđrô . Trong khí quyểnTrái Đất mật độ heli theo thể tích là 5,2 x 10 -6tại mực nước biển và tăng dần đến độ cao 24 km, chủ yếu là do phần lớn heli trong bầu khí quyển Trái Đất đã thoát ra ngoài khoảng không gian vũ trụ vì tỷ trọng thấp và tính trơ của nó. Có một lớp trong bầu khí quyển Trái Đất ở độ cao khoảng 1.000 km mà ở đó heli là chất khí chủ yếu (mặc dù tổng áp suất gây ra là rất nhỏ).

Heli là nguyên tố phổ biến thứ 71 trong vỏ Trái Đất, chiếm tỷ lệ 8 x 10 -9, còn trong nước biển chỉ có 4 x 10 -12. Nói chung, nó hình thành từ sự phân rã phóng xạ của các nguyên tố , do vậy người ta có thể tìm thấy heli trong các mỏ khoáng chất chứa urani ,thoriv.v và trong vài loại nước khoáng cũng như khí phun trào núi lửa. Heli tồn tại trong nhiều loại khí tự nhiên .

Đồng vị

Có 8 đồng vị của heli, nhưng chỉ heli-3heli-4bền . Trong khí quyển Trái Đất , trong một triệu nguyên tử 4 Hecó một nguyên tử 3 He. Không giống như các nguyên tử khác, sự phổ biến của các đồng vị heli thay đổi tùy theo nguồn gốc, do các quá trình hình thành khác nhau. Đồng vị phổ biến nhất, heli-4, được tạo ra trên Trái Đất từ phân rã anpha của các nguyên tố phóng xạ nặng hơn; các hạt anpha sinh ra bị ion hóa hoàn toàn hạt nhân heli-4. Heli-4 là hạt nhân ổn định bất thường do các nucleon được sắp xếp vào lớp vỏ đầy đủ .

Heli-3 có chỉ có mặt trên Trái Đất ở dạng vết; đa số trong đó có từ lúc hình thành Trái Đất, mặc dù một số rơi vào Trái Đất trongbụi vũ trụ. Một lượng vết cũng được tạo ra từphân rã betacủatriti. Các đá trong vỏ Trái Đất có các tỉ lệ đồng vị thay đổi khoảng 1/10, và các tỉ lệ này có thể được dùng để khảo sát nguồn gốc của các đá và thành phầnlớp phủcủa Trái Đất. 3 Hephổ biến hơn trong các ngôi sao ở dạng sản phẩm củaphản ứng tổng hợp hạt nhân. Do đó trongmôi trường liên sao, tỉ lệ 3 Heso với 4 Hecao khoảng 100 lần so với trên Trái Đất. Các vật liệu ngoài hành tinh như tầng phong hóa của mặt trăng và tiểu hành tinh có heli-3 ở dạng vết, chúng được hình thành từ sự bắn phá củagió Mặt Trời. Bề mặtMặt Trăngchứa heli-3 với nồng độ 0.01 ppm. Một số người, đầu tiên là Gerald Kulcinski năm 1986, [đã đề xuất thám hiểm mặt trăng, khai thác lớp phong hóa mặt trăng và sử dụng heli-3 trong phản ứngtổng hợp hạt nhân .

Heli-4 hóa lỏng có thể được làm lạnh ở khoảng 1 kelvin bằnglàm lạnh bay hơitrong1-K pot. Cách làm lạnh tương tự cũng áp dụng cho heli-3, đồng vị này có điểm sôi thấp hơn nên có thể lạnh ở 0,2 kelvin tronghelium-3 refrigerator. Hỗn hợp cân bằng của 3 He4 Helỏng dưới 0,8 K tách thành hai pha không trộn lẫn do sự khác biệt của chúng (chúng tuân theo cácthống kê lượng tửkhác nhau: các nguyên tử heli-4 tuân theobosontrong khi heli-3 tuân theofermion).( Dilution refrigeratorsuse this immiscibility to achieve temperatures of a few millikelvins.)

Nó có thể tạo ra cácđồng vị heli ngoại lai, mà chúng có thể phân rã nhanh chóng thành các chất khác. Đồng vị heli nặng tồn tại ngắn nhất là heli-5 cóchu kỳ bán rã7,6×10 –22giây. Heli-6 phân rã bằng cách phát rahạt betavà có chu kỳ bán rã 0,8 giây. Heli-7 cũng phát ra hạt beta cũng nhưtia gamma. Heli-6và heli-8 được tạo ra trong cácphản ứng hạt nhânnhất định. Heli-6 và heli-8 thể hiện là mộtnuclear halo. Heli-2 (2 proton, không có neutron) là mộtđồng vị phóng xạphân rã bằng phát xạ proton thànhproti(hydro), có chu kỳ bán rã 3×10 –27giây.

Ứng dụng

Heli được dùng để đẩy cácbóng thám khôngkhí cầunhỏ do tỷ trọng riêng nhỏ hơn tỷ trọng của không khí và như chất lỏng làm lạnh chonam châm siêu dẫn.

Đồng vị Heli-3 có nhiều trong gió mặt trời nhưng mà phần lớn chúng bị từ trường của trái đất đẩy ra. Người ta đang nghiên cứu khai thác Heli-3 trên mặt trăng để sử dụng như một nguồn năng lượng rất tiềm năng.

Heli là một chất khí rất có ích. Chất này rất nhẹ và có lực nâng lớn. Vì nó là một chất không dễ cháy, người ta hay sử dụng heli trong các khí cầu máy dùng trong quân sự cũng như dân dụng hoặc trong các vùng khí tượng.

Biết rõ về ý nghĩa của heli, chính phủ Mỹ đã tiến hành tìm kiếm các nguồn tự nhiên của chất này. Tại một số vùng của Mỹ, ví dụ ở bang Tê-xát, Niu Mê-hi-cô và Kan-sas, người ta đang khai thác khí thiên nhiên. Trong khí này có chứa 1-2% heli.

Mỹ là nước duy nhất trên thế giới có đủ heli vì ngoài khí thiên nhiên ra, không còn nguồn nào khác để chế xuất ra chất này cả. Hồi đầu, giá của một mét khối heli là 70.000 đô la Mỹ, nhưng hiện nay người ta mua nó với giá rẻ hơn nhiều.

Heli còn được sử dụng rộng rãi trong ngành y. Nó có tác dụng rất tốt với những người mắc bệnh hen suyễn. Ngoài ra, những người thợ lặn và những người làm việc dưới các độ sâu lớn thường dùng một chất hỗn hợp bao gồm heli và oxy để tránh một căn bệnh có tên là “bệnh khí ép”.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

51 năm thống nhất đất nước: Khơi thông nguồn lực tri thức trong kỷ nguyên mới
Thông tấn xã Việt Nam giới thiệu bài phỏng vấn với Phó Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) về vai trò của lực lượng trí thức và những giải pháp đột phá để hiện thực hóa khát vọng hùng cường vào năm 2030 và 2045.
Phát huy vai trò nòng cốt của trí thức KH&CN tỉnh Cà Mau
Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031 tổ chức thành công thực sự đã mở ra một không gian mới để hội tụ sức mạnh, tâm huyết và trí tuệ của đội ngũ trí thức tỉnh nhà, định hình con đường kiến tạo và phát triển trong kỷ nguyên mới của đất nước.
Công bố Quyết định bổ nhiệm Giám đốc, Tổng biên tập Nhà xuất bản Tri thức
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Công bố quyết định về công tác cán bộ. Tại hội nghị, TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã trao Quyết định bổ nhiệm bà Bùi Thị Thu Hằng, Phó Giám đốc phụ trách, Phó Tổng biên tập NXB Tri thức giữ chức vụ Giám đốc, Tổng biên tập NXB Tri thức.
Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành tháng 4/2026
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành nhằm đánh giá kết quả công tác, đồng thời triển khai các nhiệm vụ trọng tâm, tạo chuyển biến mạnh mẽ trong công tác xây dựng Đảng và chuẩn bị cho Đại hội LHHVN nhiệm kỳ mới.
Nâng tầm sức mạnh văn hóa vùng Đất Tổ - Động lực quan trọng cho phát triển bền vững
Phát triển văn hóa và con người là nền tảng tinh thần, nguồn lực nội sinh, động lực cho phát triển nhanh bền vững. Quan điểm đó tiếp tục được khẳng định mạnh mẽ trong Nghị quyết số 80-NQ/TW của Bộ Chính trị. Nghị quyết nhấn mạnh văn hóa phải thấm sâu vào đời sống xã hội, gắn kết hài hòa với chính trị, kinh tế, môi trường, quốc phòng, an ninh, đối ngoại; thực sự trở thành sức mạnh mềm của quốc gia.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng dự Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I
Ngày 23/4, Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031 đã thành công tốt đẹp. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng chúc mừng, đánh giá cao những nỗ lực rất lớn của Liên hiệp Hội tỉnh, đồng thời nhấn mạnh yêu cầu đẩy mạnh TVPB, ĐMST&CĐS, lan tỏa tri thức KH&CN, phục vụ trực tiếp đời sống người dân địa phương.
Tuyên Quang: Thúc đẩy năng lực triển khai năng lực hoạt động KHCN, ĐMST và CĐS trong sinh viên
Ngày 21/4, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (KH&KT) tỉnh Tuyên Quang phối hợp với Trường Cao đẳng Tuyên Quang tổ chức Hội thảo tập huấn, phổ biến kiến thức “Thúc đẩy năng lực triển khai hoạt động khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong sinh viên” bằng hình thức trực tiếp và trực tuyến.