По распространённости воВселенной и по лёгкости занимает второе место послеводорода. Его температура кипения — самая низкая среди всех известных веществ.
18 августа 1868 года французский учёныйПьер Жансен, находясь во времяполного солнечного затмения виндийском городеГунтур, впервые исследовалхромосферуСолнца. Жансену удалось настроитьспектроскоп таким образом, чтобыспектркороны Солнца можно было наблюдать не только при затмении, но и в обычные дни. На следующий же деньспектроскопия солнечныхпротуберанцев наряду с линиями водорода — синей, зелёно-голубой и красной — выявила очень яркую жёлтую линию, первоначально принятую Жансеном и другими наблюдавшими её астрономами за линию Dнатрия. Жансен немедленно написал об этом воФранцузскую академию наук. Впоследствии было установлено, что ярко-жёлтая линия в солнечном спектре не совпадает с линией натрия и не принадлежит ни одному из ранее известных химических элементов[5][6].
Спустя два месяца, 20 октября, английский астрономНорман Локьер, не зная о разработках французского коллеги, также провёл исследования солнечного спектра. Обнаружив неизвестную жёлтую линию сдлиной волны 588 нм (более точно — 587,56 нм), он обозначил её D3, так как она была очень близко расположена кфраунгоферовым линиям D1 (589,59 нм) и D2 (588,99 нм) натрия. Спустя два года Локьер совместно с английским химикомЭдуардом Франклендом, в сотрудничестве с которым он работал, предложил дать новому элементу название «гелий» (отдр.-греч.ἥλιος — «солнце»)[6].
Интересно, что письма Жансена и Локьера пришли во Французскую Академию наук в один день — 24 октября 1868 года, однако письмо Локьера, написанное им четырьмя днями ранее, пришло на несколько часов раньше. На следующий день оба письма были зачитаны на заседании Академии. В честь нового метода исследования протуберанцев Французская академия решила отчеканить медаль. На одной стороне медали были выбиты портреты Жансена и Локьера над скрещёнными ветвямилавра, а на другой — изображение мифологического бога светаАполлона, правящего вколеснице четвёркой коней, скачущей во весь опор[6].
В 1881 году итальянецЛуиджи Пальмьери опубликовал сообщение об открытии им гелия в вулканических газахфумарол. Он исследовал светло-жёлтое маслянистое вещество, оседавшее из газовых струй на краяхкратераВезувия. Пальмьери прокаливал этот вулканический продукт в пламенибунзеновской горелки и наблюдал спектр выделявшихся при этом газов. Учёные круги встретили это сообщение с недоверием, так как свой опыт Пальмьери описал неясно. Спустя многие годы в составе фумарольных газов действительно были найдены небольшие количества гелия иаргона[6].
Через 27 лет после своего первоначального открытия гелий был обнаружен на Земле — в 1895 году шотландский химикУильям Рамзай, исследуя образец газа, полученного при разложении минералаклевеита, обнаружил в его спектре ту же ярко-жёлтую линию, найденную ранее в солнечном спектре. Образец был направлен для дополнительного исследования известному английскому учёному-спектроскопистуУильяму Круксу, который подтвердил, что наблюдаемая в спектре образца жёлтая линия совпадает с линией D3 гелия. 23 марта 1895 года Рамзай отправил сообщение об открытии им гелия на Земле вЛондонское королевское общество, а также во Французскую академию через известного химикаМарселена Бертло[6].
Шведские химикиП. Клеве иН. Ленгле смогли выделить из клевеита достаточно газа, чтобы установить атомный вес нового элемента[7][8].
Ещё до Рамзая гелий выделил также американский химикФрэнсис Хиллебранд (англ.Hillebrand), однако он ошибочно полагал, что получилазот[10][11], и в письме Рамзаю признал за ним приоритет открытия.
График зависимости теплоёмкости жидкого гелия-4 от температуры
В 1908 году нидерландский физикХейке Камерлинг-Оннес получилжидкий гелий. Он использовалдросселирование (см.Эффект Джоуля — Томсона), после того как газ был предварительно охлаждён в кипевшем под вакуумом жидком водороде. Попытки получитьтвёрдый гелий ещё долго оставались безуспешными даже при температуре в 0,71K, которую достиг ученик Камерлинг-Оннеса — немецкий физикВиллем Хендрик Кеезом. В 1926 году, применив давление выше 35атм и охладив сжатый гелий в кипящем под разрежением жидком гелии, он выделил кристаллы[14].
В 1932 году Кеезом исследовал характер изменениятеплоёмкости жидкого гелия с температурой. Он обнаружил, что около 2,19 K медленный и плавный подъём теплоёмкости сменяется резким падением, и кривая теплоёмкости приобретает форму греческой буквыλ (лямбда). Отсюда температуре, при которой происходит скачок теплоёмкости, присвоено условное название «λ-точка»[14]. Более точное значение температуры в этой точке, установленное позднее, — 2,172 K. Вλ-точке происходят глубокие и скачкообразные изменения фундаментальных свойств жидкого гелия — одна фаза жидкого гелия сменяется в этой точке на другую, причём без выделения скрытой теплоты; имеет местофазовый переход II рода. Выше температурыλ-точки существует так называемыйгелий-I, а ниже её —гелий-II[14].
В 1938 году советский физикПётр Леонидович Капица открыл явлениесверхтекучести жидкогогелия-II, которое заключается в резком снижении коэффициентавязкости, вследствие чего гелий течёт практически без трения[14][15]. Вот что он писал в одном из своих докладов про открытие этого явления[16]:
… такое количество тепла, которое фактически переносилось, лежит за пределами физических возможностей, что тело ни по каким физическим законам не может переносить больше тепла, чем его тепловая энергия, помноженная на скорость звука. С помощью обычного механизма теплопроводности тепло не могло переноситься в таком масштабе, как это наблюдалось. Надо было искать другое объяснение.
И вместо того, чтобы объяснить перенос тепла теплопроводностью, то есть передачей энергии от одного атома к другому, можно было объяснить его более тривиально — конвекцией, переносом тепла в самой материи. Не происходит ли дело так, что нагретый гелий движется вверх, а холодный опускается вниз, благодаря разности скоростей возникают конвекционные токи, и таким образом происходит перенос тепла. Но для этого надо было предположить, что гелий при своем движении течет без всякого сопротивления. У нас уже был случай, когда электричество двигалось без всякого сопротивления по проводнику. И я решил, что гелий так же движется без всякого сопротивления, что он является не сверхтеплопроводным веществом, а сверхтекучим.
… Если вязкость воды равняется10⋅10−2П, то это в миллиард раз более текучая жидкость, чем вода …
Название произошло отгреч.ἥλιος — «Солнце» (см.Гелиос). В названии элемента было использовано характерное дляметаллов окончание «-ий» (на лат. «-um» — «Helium»), так какЛокьер предполагал, что открытый им элемент является металлом. По аналогии с другимиблагородными газами логично было бы дать ему имя «гелион» («Helion»)[6]. В современной науке название «гелион» закрепилось за ядром лёгкого изотопа гелия —гелия-3[17].
В рамках восемнадцатой группыгелий по содержанию в земной коре занимает второе место (послеаргона)[22].
Содержание гелия в атмосфере (образуется в результате распадатория,урана и их дочерних радионуклидов) — 5,27⋅10−4 % по объёму, 7,24⋅10−5 % по массе[3][10][21]. Запасы гелия ватмосфере,литосфере игидросфере оцениваются в5⋅1014 м³[3]. Гелионосные природные газы содержат, как правило, до 2 % гелия по объёму. Исключительно редко встречаются скопления газов, гелиеносность которых достигает 8—16 %[21].
Среднее содержание гелия в земном веществе — 0,003 мг/кг, или 0,003 г/т[21]. Наибольшая концентрация гелия наблюдается в минералах, содержащих уран, торий исамарий[23]:клевеите,фергюсоните,самарските,гадолините,монаците (монацитовые пески в Индии и Бразилии),торианите. Содержание гелия в этих минералах составляет0,8—3,5 л/кг, а в торианите оно достигает 10,5 л/кг[10][21]. Этот гелий является радиогенным и содержит лишь изотоп4 He, он образуется из альфа-частиц, излучаемых при альфа-распаде урана, тория и их дочерних радионуклидов, а также других природных альфа-активных элементов (самарий, гадолиний и т. д.).
В 2016 году норвежские и британские ученые обнаружили залежи гелия в районе озера Виктория в Танзании. По примерным оценкам экспертов, объём запасов — 1,5 млрд кубических метров[24].
Гелий извлекают изприродного инефтяного газов; мировые запасы оцениваются в 45,6 млрд м³.
Мировой рынок гелия — 170—190 млн м³/год[27]. Основная доля мирового производства гелия приходится наСША иКатар; с 2015 года доля Соединённых Штатов в мировом производственном балансе снизилась с 67 % до примерно 56 % и продолжает сокращаться, Катар иАлжир занимают соответственно около 28 и 9 % рынка.
Россия сама обеспечивает себя этим газом; внутренний спрос на 2020 год не превышал 5 млн м³.[28] До последнего времени практически весь гелий производился на гелиевом заводе ООО «Газпром добыча Оренбург»[29] из газа с низким содержанием гелия (до 0,055 % об.), поэтому имел высокую себестоимость.
С 2018 годаИркутская нефтяная компания ведет строительство двух гелиевых заводов в Иркутской области.[32] Плановая мощность — 15-17 млн л гелия в год, запуск первого завода — 2022 год.
Актуальной проблемой является дальнейшее освоение и комплексная переработка природных газов крупных месторожденийВосточной Сибири, отличающихся сходным с Чаяндинским высоким содержанием гелия (0,15—1 % об.).
В промышленности гелий получают из гелийсодержащих природных газов (в настоящее время эксплуатируются главным образом месторождения, содержащие более 0,1 % гелия). От других газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя то, что он сжижается труднее всех остальных газов.
Охлаждение производятдросселированием в несколько стадий, очищая его от CO2 иуглеводородов. В результате получается смесь гелия,неона и водорода. Эту смесь, так называемый сырой гелий, (70—90 % гелия по объёму) очищают от водорода (4—5 %) с помощьюCuO при650—800 К.
Окончательная очистка достигается охлаждением оставшейся смеси кипящим под вакуумомN2 иадсорбцией примесей наактивированном угле вадсорберах, также охлаждаемых жидким N2. Производят гелий технической чистоты (99,80 % гелия по объёму) и высокой чистоты (99,985 %).
Качественно гелий определяют с помощьюанализаспектров испускания (характеристические линии 587,56 нм и 388,86 нм), количественно —масс-спектрометрическими ихроматографическими методами анализа, а также методами, основанными на измерении физических свойств (плотности, теплопроводности и др.)[3].
Простое вещество гелий нетоксично, не имеет цвета, запаха и вкуса. При нормальных условиях представляет собой одноатомный газ. Его точка кипения (T = 4,215 K для4 He) наименьшая среди всех веществ;твёрдый гелий получен лишь при давлениях выше 25 атмосфер — при атмосферном давлении он не переходит в твёрдую фазу даже приабсолютном нуле.
Гелий3Не и4Не не имеют основнойтройной точки (в которой равновесныефазы находятся в различныхагрегатных состояниях —твёрдом,жидком игазообразном) — в обоих случаях линии равновесия твёрдой фазы с жидкими (Не I и Не II) и жидких фаз с газообразной нигде не пересекаются: твёрдая фаза находится в равновесии только с жидкой[35][36][37]. Другие вещества с такой особенностью неизвестны[36]. Наличие на фазовой диаграмме гелия кривой сосуществования твёрдой и жидкой фаз и отсутствие на диаграмме кривой сосуществования твёрдой и газовой фаз означает, что твёрдый гелий может плавиться, но не может испаряться[38].
Стандартная атомная масса гелия принята равной 4,002602(2) а. е. м., однако в различных природных источниках в связи с различным изотопным содержанием гелия-3 атомная масса может варьировать в пределах 4,0026 ± 0,0002 а. е. м.[1]
При нормальных условиях гелий ведёт себя практически какидеальный газ. При всех условиях гелий является моноатомным веществом. Пристандартных условиях (ст.у.: 0 °C, 105 Па) егоплотность составляет 0,17847 кг/м³, он обладаеттеплопроводностью 0,1437 Вт/(м·К), а его удельнаятеплоёмкость чрезвычайно высока:ср = 5,193 кДж/(кг·К)[39][40]; для сравнения — дляН2 она равна 14,23 кДж/(кг·К). Удельная теплоёмкость при постоянном объёмесv = 3,116 кДж/(кг·К) (ст.у.)[39]. Скорость звука в гелии равна972,8 м/с (ст.у.)[39]. Таким образом, теплопроводность, удельная теплоёмкость, скорость звука иудельный объём (величина, обратная плотности) у гелия больше, чем у всех других газов, за исключениемводорода.
Символ элемента, выполненный из газоразрядных трубок, наполненных гелием
Гелий менее растворим в воде, чем любой другой известный газ. В 1 л воды при 20 °C растворяется около 8,8 мл (9,78 при 0 °C, 10,10 при 80 °C), вэтаноле — 2,8 мл/л при 15 °C и 3,2 мл/л при 25 °C.
Скоростьдиффузии сквозь твёрдые материалы, которая в первом приближении обратно пропорциональна корню из молекулярной массы, у гелия в три раза выше, чем увоздуха, и составляет приблизительно 65 % от скорости диффузии водорода[41].
Коэффициент преломления гелия ближе к единице, чем у любого другого газа при равных условиях. Например, для излучения с длиной волны589,6 нм (спектральная линиянатрия D) показатель преломления (ст.у.) у гелия равенnD = 1 + 35·10−6, у водорода1 + 132·10−6, у азота1 + 298·10−6[42].
Этот газ имеет отрицательныйкоэффициент Джоуля — Томсона при нормальной температуре среды, то есть он нагревается при дросселировании через пористые перегородки или маленькие отверстия, но, как и все газы, охлаждается при любой температуре при адиабатическом расширении. Только ниже температуры инверсии Джоуля — Томсона (приблизительно 40 К при нормальном давлении) он остывает в процессе дросселирования.
После охлаждения ниже этой температуры гелий может быть превращён в жидкость при расширительном охлаждении. Такое охлаждение производится при помощидетандера.
Спектральные линии гелияЭмиссионный спектр нейтрального гелия в диапазоне длин волн380—780 нм втлеющем разряде при давлении~10торр. Наиболее интенсивная жёлтая линия с длиной волны587,562 нм представляет собой очень тесный триплетСхемы термов для пара- и ортогелия с одним электроном в основном состоянии 1s и одним возбуждённым электроном
При пропусканиитока через заполненную гелием трубку наблюдаются разряды различных цветов, зависящих главным образом отдавления газа в трубке. Обычно видимый свет спектра гелия имеет жёлтую окраску. По мере уменьшения давления происходит смена цветов на розовый, оранжевый, жёлтый, ярко-жёлтый, жёлто-зелёный и зелёный. Это связано с присутствием вспектре гелия нескольких серий линий, расположенных в диапазоне междуинфракрасной иультрафиолетовой частями спектра. Важнейшие линии гелия в видимой части спектра лежат между 706,62 нм и 447,14 нм[14]. Уменьшение давления приводит к увеличениюдлины свободного пробегаэлектрона, то есть к возрастанию его энергии при столкновении с атомами гелия. Это приводит к переводу атомов в возбуждённое состояние с бо́льшей энергией, в результате чего и происходит смещение спектральных линий от красного к фиолетовому краю видимого спектра.
Хорошо изученный спектр гелия имеет два резко различных набора серий линий — единичных (1S0) и триплетных (3S1), поэтому в конце XIX векаЛокьер,Рунге иПашен предположили, что гелий состоит из смеси двух газов; один из них, по их предположению, имел в спектре жёлтую линию 587,56 нм, другой — зелёную501,6 нм. Этот второй газ они предложили назвать астерием (Asterium) от греч. «звёздный». ОднакоРамзай иТраверс показали, что спектр гелия зависит от условий: при давлении газа7—8мм рт. ст. наиболее ярка жёлтая линия; при уменьшении давления увеличивается интенсивность зелёной линии. Спектры атома гелия были объясненыГейзенбергом в 1926 году[43] (см.Обменное взаимодействие).Спектр зависит от взаимного направленияспинов электронов в атоме — атом с противоположно направленными спинами (дающий зелёную линию в оптических спектрах) получил названиепарагелия, с сонаправленными спинами (с жёлтой линией в спектре) —ортогелия. Линии парагелия — одиночные, линии ортогелия — весьма тесные триплеты. Атом гелия в нормальных условиях находится в одиночном (синглетном) состоянии. Чтобы атом гелия перевести в триплетное состояние, нужно затратить работу в 19,77эВ. Переход атома гелия из триплетного состояния в синглетное сам по себе осуществляется чрезвычайно редко. Такое состояние, из которого переход в более глубокое сам по себе маловероятен, носит названиеметастабильного состояния. Вывести атом из метастабильного состояния в стабильное можно, подвергая атом внешнему воздействию, например, электронным ударом или при столкновении с другим атомом с передачей последнему непосредственно энергии возбуждения[44]. В атоме парагелия (синглетного состояния гелия)спины электронов направлены противоположно и суммарный спиновый момент равен нулю. В триплетном состоянии (ортогелий) спины электронов сонаправлены, суммарный спиновый момент равен единице.Принцип Паули запрещает двум электронам находиться в состоянии с одинаковыми квантовыми числами, поэтому электроны в низшем энергетическом состоянии ортогелия, имея одинаковые спины, вынуждены иметь различныеглавные квантовые числа: один электрон находится на 1s-орбитали, а второй — на более удалённой от ядра 2s-орбитали (состояние оболочки 1s2s). У парагелия оба электрона находятся в 1s-состоянии (состояние оболочки 1s2).
Спонтанныйинтеркомбинационный (то есть сопровождающийся изменением суммарного спина) переход с излучением фотона между орто- и парагелием чрезвычайно сильно подавлен, однако возможны безызлучательные переходы при взаимодействии с налетающим электроном или другим атомом.
В бесстолкновительной среде (например, вмежзвёздном газе) спонтанный переход из нижнего состояния ортогелия 23S1 в основное состояние парагелия 10S1 возможен путёмизлучения одновременно двух фотонов или в результате однофотонногомагнитно-дипольного перехода(M1). В этих условиях расчётноевремя жизни атома ортогелия за счёт двухфотонного распада23S1 → 10S1 + 2γ составляет2,49⋅108 с, или 7,9 года[45]. Первые теоретические оценки[46] показывали[47], что время жизни за счёт магнитно-дипольного перехода на порядки больше, то есть что доминирует двухфотонный распад. Лишь через три десятилетия, после неожиданного открытия запрещённых триплетно-синглетных переходов некоторых подобных гелию ионов в спектрахсолнечной короны[48], было обнаружено[49], что однофотонный магнитно-дипольный распад 23S1-состояния значительно более вероятен; время жизни при распаде по этому каналу составляет «всего»8⋅103 с[50].
Время жизни первого возбуждённого состояния атома парагелия 20S1 также крайне велико по атомным масштабам.Правила отбора для этого состояния запрещают однофотонный переход20S1 → 10S1 +γ[51], а для двухфотонного распада время жизни составляет 19,5 мс[45].
В 1908 годуХ. Камерлинг-Оннес впервые смог получитьжидкий гелий.Твёрдый гелий удалось получить лишь под давлением 25 атмосфер при температуре около 1 K (В. Кеезом, 1926). Кеезом также открыл наличие фазового перехода гелия-4 при температуре 2,17 K; он назвал фазы гелий-I и гелий-II (ниже 2,17 K). В 1938 годуП. Л. Капица обнаружил, что у гелия-II отсутствуетвязкость (явлениесверхтекучести). В гелии-3 сверхтекучесть возникает лишь при температурах ниже 0,0026 К. Сверхтекучий гелий относится к классу так называемыхквантовых жидкостей, макроскопическое поведение которых может быть описано только с помощьюквантовой механики.
Природный гелий состоит из двух стабильныхизотопов:4 He (изотопная распространённость — 99,99986 %) и гораздо более редкого3 He (0,00014 %; содержание гелия-3 в разных природных источниках может варьироваться в довольно широких пределах). Известны ещё шесть искусственных радиоактивных изотопов гелия.
Любопытно, что в жидком виде изотопы гелия-4 и гелия-3 имеют ограниченную растворимость друг в друге ниже 0,88 К.
Гелий — наименее химически активный элемент 18-й группы (инертные газы) и вообще всейтаблицы Менделеева[52]. Для создания немногочисленных химических соединений гелия необходимы особые условия. Все химические соединения гелия (как и аргона, неона) существуют только в виде так называемыхэксимерных молекул (крайне короткоживущих/нестабильных) и ионов. Гелий образует двухатомные молекулы He+ 2, фторид HeF*, хлорид HeCl* (эксимерные молекулы образуются при действии электрического разряда илиультрафиолетового излучения на смесь гелия сфтором илихлором).
Также существует возможность связи атома гелиясилами Ван-дер-Ваальса, например, с молекулойфуллерена или с атомомнеона, однако в таких структурах другие атомы не влияют на электронную структуру атома гелия[53][54].
В 2013 году вышла работа международного коллектива учёных под руководствомА. Р. Оганова о теоретической возможности существования соединения гелия с натрием состава Na2He при давлениях выше 113 ГПа (наиболее стабильная структура Na2He обнаружена при 300 ГПа, доказана механическая стабильность этого соединения до 500 ГПа[55]), а также наалмазных наковальнях на практике доказано существование данного соединения, которое представляет собойэлектрид (без образования химической связи с атомом гелия), с локализованными в междоузлиях электронными парами, образующими восьмицентровые двухэлектронные связи внутри пустых кубов Na8. Также предсказано существование Na2HeO с аналогичной структурой при давлениях выше 15 ГПа[56]. Известны и подобные соединения гелия, все они стабильны только при сверхвысоких давлениях — Li5He2[57], соединения гелия с азотом[58].
Существуют также теоретические работы, предсказывающие существование соединений гелия с железом (например FeHe2) в недрахпланет-гигантов ибелых карликов[59], а учёт устойчивости соединений гелия с кремнием (HeSiO2) при давлениях 600—4000 ГПа поможет создавать более сложные внутренние модели планет-гигантов[60].
Энергия связи молекулярного иона гелия He+ 2 составляет 58 ккал/моль, равновесноемежъядерное расстояние — 1,09 Å[61].
Для транспортировки газообразного гелия используютсястальныебаллоны (ГОСТ 949-73) коричневого цвета, помещаемые в специализированные контейнеры. Для перевозки можно использовать все виды транспорта при соблюдении соответствующих правил перевозки газов.
Для перевозки жидкого гелия применяются специальные транспортные сосуды Дьюара типа СТГ-10, СТГ-25 и т. п. светло-серого цвета объёмом 10, 25, 40, 250 и 500 литров, соответственно. При выполнении определённых правил транспортировки может использоватьсяжелезнодорожный,автомобильный и другие видытранспорта. Сосуды с жидким гелиемобязательно должны храниться в вертикальном положении.
в пищевой промышленности (зарегистрирован в качествепищевой добавкиE939) какпропеллент и упаковочный газ;
в качествехладагента для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов всверхпроводящее состояние). Растворение гелия-3 в гелии-4 используется для получения сверхнизких температур;
в дыхательных смесях для глубоководного погружения (см.Баллон для дайвинга);
Гелий — удобный индикатор длягеологов. При помощигелиевой съёмки[63] можно определять на поверхности Земли расположениеглубинных разломов. Гелий как продукт распадарадиоактивных элементов, насыщающих верхний слойземной коры, просачивается по трещинам, поднимается в атмосферу. Около таких трещин и особенно в местах их пересечения концентрация гелия более высокая. Это явление было впервые установлено советским геофизикомИ. Н. Яницким во время поисковурановых руд. Эта закономерность используется для исследования глубинного строения Земли и поиска руд цветных и редких металлов[64].
Также гелий может использоваться для выявлениягеотермальных источников. Согласно опубликованным исследованиям, концентрации гелия в почвенном газе над геотермальными источниками превышает фоновые значения в 20—200 раз[65].
Повышенные концентрации гелия в почвенном газе могут указывать на наличие залежейурана[66][67]. Против этого ещё в 1911 году выступалаМ. Склодовская-Кюри.
Хотя инертные газы обладаютнаркозным действием, это воздействие у гелия инеона приатмосферном давлении не проявляется, в то время как при повышении давления раньше возникают симптомы «нервного синдрома высокого давления» (НСВД)[68].
Содержание гелия в высоких концентрациях (более 80 %) во вдыхаемой смеси может вызвать головокружение, тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть отасфиксии (в результатекислородного голодания игазовой эмболии)[69]. Аналогичный эффект часто оказывает единоразовый вдох чистого гелия, например, из шарика с гелием. Как и при вдыхании других инертных газов, ввиду отсутствия вкуса и запаха часто происходит неожиданная потеря сознания при вдохе больших концентраций.
При вдыхании гелиятембрголоса становится тонким, похожим на кряканьеутки[70]. Более высокая, чем в воздухе, скорость звука в гелии при прочих равных условиях (например,температуре) увеличивает значение частотырезонансаголосового тракта (как ёмкости, наполненной газом).
Вдыхание гелия может быть опасно для здоровья в связи с тем, что в лёгкие не попадает кислород, однако гелиокс и тримикс (кислород, азот, гелий) считаются относительно безопасными дыхательными смесями[71][72][73].
↑Хокинг С., Млодинов Л.Глава восьмая. Большой взрыв, черные дыры и эволюция Вселенной // Кратчайшая история времени. —СПб.:Амфора. ТИД Амфора, 2006. — С. 79—98. — 180 с. —5000 экз. —ISBN 5-367-00164-5.
↑12345Финкельштейн Д.Н.Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. —М.:Наука, 1979. — С. 76—110. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). —19 000 экз. — [Архивировано 5 сентября 2012 года.]
↑Это объяснимо из соображений симметрии. Как начальное, так и конечное состояние атома сферически симметричны и не имеют выделенного направления — оба электрона находятся вs-состоянии, и суммарный спиновый момент также нулевой. Излучение фотона с определённым импульсом требует нарушения этой симметрии.
↑Фаустовский В. Г., Ровынский А. Е. Петровский Ю. В. Инертные газы. — 2-е изд. —М.:Атомиздат, 1972. — 352 с.
↑Мусиченко Н. И. Закономерности распределения гелия в земной коре и их значение при поисках геохимическими методами месторождений газа, нефти и радиоактивных элементов [Текст] : (Метод. рекомендации) / Н. И. Мусиченко, В. В. Иванов ; М-во геологии СССР. Всесоюз. науч.-исслед. ин-т ядерной геофизики и геохимии «ВНИИЯГГ». — Москва : [б. и.], 1970. — 228 с., 1 л.
↑Зотов П. Б., Скрябин Е. Г., Рейхерт Л. И., Жмуров В. А., Спадерова Н. Н., Бухна А. Г., Зенкевич А. А., Плотникова Д. С. Гелий среди средств суицидальных действий // Суицидология. — 2022. — Т. 13, № 2 (47). — С. 92—116. —ISSN2224-1264. —doi:10.32878/suiciderus.22-13-02(47)-92-116.
