Pôvod slova „hélium“

Pôvod slova „hélium“

Science Diction je malý podcast o slovách a vedeckých príbehoch, ktoré sa za nimi skrývajú. Prihlásiť sa na odber kdekoľvek dostanete svoje podcasty a prihláste sa na odber našich newsletter .


Prvé známe použitie: 1872

Etymológia:

hélium pochádza z gréckeho slova pre slnko, helios. Toto spojenie so slnkom je dôvodom, prečo takmer tri desaťročia po tom, čo bolo prvýkrát pozorované, chemici zavrhli prvok, ktorý dnes používame na všetko, od plnenia balónov na párty až po chladenie veľkého hadrónového urýchľovača – a teraz hélia rýchlo ubúda.



Žiarivá žltá čiara

18. augusta 1868 v Gunture v Indii francúzsky astronóm Pierre J. C. Janssen umiestnil svoj hranol do krátkych okamihov tmy počas úplného zatmenia Slnka. Janssen bol jedným z mnohých astronómov, ktorí horúčkovito očakávali zatmenie, ktoré by bolo prvé od čias nemeckého fyzika. Gustav Kirchhoff deväť rokov skôr teoretizovali, že vedci by mohli použiť spektroskopickú analýzu na zistenie chemického zloženia nedosiahnuteľných telies, ako je slnko. Keď biele svetlo prechádza hranolom, svetlo sa rozdelí na dúhové čiary farieb a každý prvok zodpovedá svojmu vlastnému jedinečnému vzoru farebných čiar. Astronómovia verili, že zatmenie je najlepší čas na tieto pozorovania - prikrývka tmy, ktorá padla cez Zem, keď sa Mesiac pohyboval medzi ňou a Slnkom, by blokovala oslnenie zo Slnka.

Mapa zatmenia Slnka z 18. augusta 1868. Kredit: Internetový archív , z „Archívy vedeckých a literárnych misií“.

Keď svetlo prešlo cez hranol, Janssen si všimol niečo vtipné. Medzi obvyklými spektrálnymi čiarami prežiarila žltá čiara, píše Mary Elvira o týždeň Objav prvkov . Línia bola podobná – ale nie celkom identická – tej, ktorú vytvára sodík. V skutočnosti bola čiara taká jasná, že Janssen podozrivý že ho bolo možné pozorovať za normálneho denného svetla.

Medzitým pracovať súčasne a nezávisle 5000 míľ ďaleko Britský astronóm Sir Joseph Norman Lockyer mal rovnaké podozrenie. Bol schopný pozorovať slnečné výčnelky za bieleho dňa – a tiež si všimol nepárnu žltú čiaru. „[Porovnal] polohu tejto čiary s pozíciou podobných čiar vytvorených rôznymi prvkami,” píše Isaac Asimov vo svojom Slová vedy 'a rozhodol, že túto novú líniu vytvoril prvok na slnku, ktorý nebol prítomný alebo ešte nebol objavený na Zemi.' Lockyer nazval nový prvok hélium , po grécky výraz pre slnko. Janssenove aj Lockyerove dokumenty popisujúce ich pozorovania pristáli vo Francúzskej akadémii vied rovnaký deň a obaja muži získali uznanie za objav „nového“ prvku.

Jasne žltá héliová čiara viditeľná v spektre. Kredit: Wikimedia Commons

Iným však trvalo dlho, kým sa s héliom dostali na palubu. Už viac ako štvrťstoročie iní vedci prepustený smiešne žlté svetlo na slnku. Až škótsky chemik menom Sir William Ramsay znovu vytvoril experiment, spracoval uránový minerál kyselinou a študoval výsledné spektrálne čiary. Ramsay poslal vzorku na kontrolu Lockyerovi, ktorý napísal : 'Keď som to od neho dostal, bolo vidieť nádhernú žltú žiaru kapiláry, keď prúd prechádzal.' Bolo to hélium – a bolo na Zemi.

Héliová kríza

Dnes sa zdá, že prvok slnka je všade na Zemi. Nafukujeme ním nespočetné množstvo párty balónov. Miešame ho s kyslíkom vo vysokotlakových prostrediach, aby sme sa mohli ponoriť hlboko do oceánu, a používame to v pohode obrie elektromagnety ako Veľký hadrónový urýchľovač.

Teraz nám to však dochádza.

„Hélium sa neustále vyrába,“ hovorí chemik na dôchodku a člen Americkej chemickej spoločnosti Richard Sachleben. „Urán a tórium sa rozkladajú v zemskom plášti a kôre. A hélium, ktoré je jeho konečným produktom, sa ním zakráda a časť z neho unikne cez povrchy a [do] atmosféry a časť sa zachytí vo formáciách v zemi.“

Héliové nádrže na skladovanie. Kredit: Shutterstock

Ide o to, hovorí Sachleben, to je a naozaj pomalý proces – môže trvať stovky miliónov rokov.

„Používame to, čo by ste mohli nazvať fosílne hélium, rovnako ako fosílne palivá,“ hovorí. 'Je to to, čo bolo v priebehu času uväznené v zemskej kôre v rôznych formáciách. A vysávame to odtiaľ [celkom] rýchlo v porovnaní s tým, ako to bolo v skutočnosti uväznené a uložené.“

Dopyt po prvku má zvýšil o 10 percent za rok za posledné desaťročie a cena raketovo vzrástla o viac ako 250 percent . S rastom určitých odvetví rastie aj dopyt po héliu. Prvok sa používa pri výrobe optických vlákien a napríklad na chladenie vojenských lietadiel. V týchto prípadoch existuje len veľmi málo náhrad – ak vôbec nejaké – pre prvok.

Keďže sa zásoby hélia zmenšujú, „očakáva sa, že hélium bude aj naďalej nevyhnutné na umožnenie vývoja takýchto kritických technológií v budúcnosti,“ uvádza sa správa v Výskum prírodných zdrojov. Zváračský priemysel používa hélium ako krycí plyn pri práci so špeciálnymi kovmi, takže nereagujú s kyslíkom vo vzduchu. Kvapalné hélium má bod varu približne 4 stupne Kelvina alebo -452,47 Farenheita, vďaka čomu je užitočné na chladenie supravodivých magnetov vo všetkom od miestnych nemocničných prístrojov MRI až po urýchľovače častíc pri CERN .

Pri chladení veľkého hadrónového urýchľovača sa spoliehame na tekuté hélium. Kredit: DJANDYW.COM AKA NOBODY/flickr

Keď bol Katar, ktorý je druhým najväčším dodávateľom hélia na svete, v lete 2017 zablokovaný, účinky sa odrazili v laboratóriách aj spoločnostiach po celom svete. Čo teda robia vedci a priemyselní používatelia, aby sa pripravili?

'Sčítané a podčiarknuté, nie sú,' hovorí Sachleben. „Ak sa cena hélia dostatočne zvýši alebo ak sa dostatočne zvýši jeho potreba, existujú dva zdroje. Jedným z nich je: Nájdite viac studní, v ktorých je hélium, a to je možné. A druhá je: Dostaňte hélium z tých, ktoré sa teraz neoplatí spracovávať.“

Napríklad hovorí, keby sme nasávali všetky z hélia von všetky zemný plyn, ktorý používame, by sme pravdepodobne boli v celkom dobrom stave. Práve teraz by výrobcovia pravdepodobne neboli schopní predať hélium za cenu vyššiu, ako je cena za jeho extrakciu.

Ale jedného dňa by mohli.


Zdroje a ďalšie čítanie: