헬륨

헬륨 (Helium, He)은 원자 번호 2번의 화학 원소이다. 무색, 무취, 무미의 비활성 기체이며, 주기율표 18족(귀족)에 속한다. 헬륨은 모든 원소 중에서 가장 낮은 끓는점과 녹는점을 가지며, 극저온 연구에 널리 사용된다.

특성

• 물리적 특성: 헬륨은 매우 가벼운 기체로, 공기보다 훨씬 가볍다. 액체 헬륨은 초유체 성질을 나타내며, 열전도율이 매우 높다.

• 화학적 특성: 헬륨은 화학적으로 매우 비활성적인 원소이다. 다른 원소와 화합물을 거의 형성하지 않으며, 매우 안정적인 성질을 가진다.

발견 및 역사

헬륨은 1868년 프랑스의 천문학자 피에르 장센이 인도의 군투르에서 개기일식을 관측하던 중 태양의 채층 스펙트럼에서 새로운 노란색 선을 발견하면서 처음 발견되었다. 이후 영국의 노먼 로키어가 이 원소에 태양을 뜻하는 그리스어 "Helios"에서 유래한 "helium"이라는 이름을 붙였다. 지구에서는 1895년 윌리엄 램지가 우라늄 광물인 클레베이트에서 헬륨을 분리하는 데 성공했다.

존재

헬륨은 우주에서 수소 다음으로 가장 풍부한 원소이다. 태양과 별의 핵융합 반응에서 수소가 헬륨으로 변환된다. 지구 대기 중에는 극미량 존재하지만, 천연 가스에 일정량 함유되어 있기도 하다.

용도

• 저온 연구: 액체 헬륨은 극저온 실험에서 냉각제로 널리 사용된다. 초전도 현상 연구, MRI(자기 공명 영상) 장비 냉각 등에 활용된다.
• 기구 및 비행선: 헬륨은 공기보다 가볍기 때문에 기구나 비행선을 띄우는 데 사용된다.
• 호흡용 기체: 헬륨은 산소와 혼합하여 심해 잠수부의 호흡용 기체로 사용된다. 질소 마취 현상을 방지하고 호흡 저항을 줄이는 효과가 있다.
• 기타: 헬륨은 용접, 반도체 제조, 누출 검사 등 다양한 산업 분야에서 사용된다. 풍선에 넣어 목소리를 변조하는 데 사용되기도 하지만, 이는 건강에 해로울 수 있다.

안전성

헬륨은 무독성이지만, 고농도의 헬륨을 흡입하면 산소 결핍으로 인해 질식할 수 있다. 또한, 액체 헬륨은 매우 차가우므로 취급 시 주의해야 한다.