Жидкий гелий: что это такое и где используется

Гелий — удивительный элемент с уникальными свойствами, а в жидкой форме он обретает новые свойства. В это статье мы рассмотрим, что такое жидкий гелий, как он производится, а также изучим его основные применения.

Гелий — один из благородных газов, обозначаемый химическим символом He и атомным номером 2. Это второй по распространенности элемент во Вселенной, но на Земле его относительно мало. Гелий существует в двух изотопных формах, гелий-4 и гелий-3, причем гелий-4 является наиболее распространенной и широко используемой.

Когда гелий охлаждают до чрезвычайно низких температур, ниже его точки кипения, составляющей приблизительно -268,93 градуса Цельсия (-452,07 градуса по Фаренгейту) при атмосферном давлении, он переходит в качественно новое состояние, известное как жидкий гелий. На данный момент гелий проявляет замечательные свойства, включая сверхтекучесть и нулевое электрическое сопротивление.

Жидкий гелий получают с помощью процесса, известного как криогенное сжижение. Первый этап включает сжатие газообразного гелия для увеличения его плотности. Затем сжатый газообразный гелий охлаждают, используя комбинацию процессов расширения и теплообмена. Это приводит к конденсации газа в жидкое состояние при невероятно низкой температуре, упомянутой ранее.

Наиболее распространенным методом, используемым для получения жидкого гелия, является цикл Хэмпсона-Линде, который включает в себя серию стадий сжатия, расширения и охлаждения. Этот метод позволяет сжижать большое количество гелия, делая его доступным для различных применений.

Уникальные свойства жидкого гелия и его способность достигать невероятно низких температур сделали его незаменимым ресурсом в широком спектре научных, медицинских и технологических применений.