معلومات حول غاز الهيليوم – اكتشافه وخصائصه واستخداماته

اكتسب الهيليوم (Helium) سمعة كبيرة منذ أن دخل في عديد من مناسباتنا، حيث أصبحت البالونات المعبأة به الأكثر انتشارًا وشعبيّة، غير أن الكثير تعرّف على غاز الهيليوم بعد استخدام تلك البالونات، فقد استغل الإنسان العلم حتى في ترفيه نفسه، لكن هل للهيليوم استخدامات أخرى؟ وما هي أهميته في حياتنا؟

هو عنصر كيميائي يُعرف باسم الغاز النبيل، أخف من الهواء، فكثافته شبه معدومة، ولهذا السبب ترتفع البالونات المعبئة به عاليًا في الهواء، رمزه اللاتيني He، وعدده الذري 2. يقع على رأس عناصر المجموعة 18 (الغازات الخاملة) في الجدول الدوري الحديث، وهو غاز غير سام، عديم اللون والمذاق والرائحة، وثاني أكثر العناصر وفرة في الكون بعد الهيدروجين. يصبح الهيليوم سائلًا عند 268.9 درجة مئويّة (-452 درجة فهرنهايت) حيث نقاط الغليان والتجميد له تكون أقل من أي مادة أخرى، لذلك يُعتبر العنصر الوحيد الذي لا يمكن تجميده أو تحويله إلى شكله الصلب بالتبريد في الضغط الجوّي العادي.

يشكّل غاز الهيليوم حوالي 23% من كتلة الكون، ويتركّز في النجوم، وتكون نسبته في الغلاف الجوي ضئيلة؛ نظرًا لخفته وصعوبة تأثير الجاذبية الأرضية عليه، ويتم تصنيعه من الهيدروجين عن طريق الاندماج النووي.

اكتُشف هذا الغاز على الشمس قبل العثور عليه على الأرض من قِبل عالم الفلك الفرنسي بيير جانسن (Pierre Janssen)، حيث لاحظ خطًا أصفر اللون في طيف الشمس أثناء دراسته للكسوف الكلي لها عام 1868، ثم في نفس العام لاحظ عالم الفلك الانكليزي نورمان لوكير (Norman Lockyer) نفس الخط الأصفر، وأدرك أن هذا الخط لا يمكن لأي عنصر معروف وقتها إنتاجه، فافترض أن هناك عنصرًا جديدًا في الشمس مسؤول عن هذا الانبعاث لكنه مجهول، وتم تسميته وقتها بالهيليوم، أي الشمس باليونانية.

في عام 1895، قام العالم البريطاني وليام رامزي (William Ramsay) بمعالجة معدن الكليفيت بأحماض معدنيّة، فبعد أن فصل النيتروجين والأوكسجين، لاجظ وجود خط أصفر يشبه خط D3 الذي لوحظ سابقًا في طيف الشمس، فأرسل عينات إلى لوكير، وإلى الفيزيائي البريطاني وليام كروكس (William Crookes)، اللذين استطاعا تحديد غاز الهيليوم بداخله والتعرف على كتلته الذريّة.

للهيليوم العديد من الاستخدامات، أكثر من مجرد تعبئة بالونات الحفلات والمناطيد، حيث تُستخدم في الوسائد الهوائية للسيارات والمعدات عالية التقنية والأجهزة الطبيّة والطائرات وحتى في المفاعلات النووية، و ما زال مكونًا رئيسيًّا في الحياة الحديثة على الرغم من أننا لا نستطيع رؤيته مباشرةً، ومن أبرز استخدامات الهيليوم في حياتنا:

بات استنشاق الهيليوم في الفترة الأخيرة مصدرًا للتسلية لتأثيره الكبير في تغير طبقات الصوت وتحويله لأصوات شبيهة بالشخصيّات الكرتونيّة، وهذا ما يجذب الكثيرين لتجريب استنشاقه لا سيما الأطفال، وخصوصًا بعد انتشار هذه اللعبة الخطيرة كتسلية في أكثر من برنامج تلفزيوني.

أعطى ذلك انطباعًا للناس أنه آمن تمامًا، غافلين عن آثاره الجانبية الكثيرة، فاستنشاق كميات كبيرة منه قد يسبب الدوخة في أكثر الأحيان وحتى الاختناق، ويمكن أن تتطور الأعراض للغثيان والقيء أو فقدان الوعي، فمع كل استنشاق للهيليوم تتم إزاحة الأوكسجين في الرئتين ليحل محله، وبالتالي انخفاض مستويات الأوكسجين في الجسم، فاحذر أن تحرم جسمك من الأوكسجين.

لأن استخدامات غاز الهيليوم كثيرة في حياتنا، فإن نفاذه سيسبب خللًا في كل تلك الاستخدامات، فلن تطير المناطيد بعد اليوم، وستعطل كثير من الأجهزة الالكترونيّة عندما تسخن، وسيعيش الناس في عالم مختلف. قد لا تعمل الصواريخ أيضًا، ولن يتمكن الأطباء من تشخيص مشاكل المرضى من دون رنين مغناطيسي، كما أن التنفس تحت الماء سيصبح صعبًا وسيتوقف إنتاج رقائق السيليكون وملء السفن الهوائية، وسيقف هذا حتمًا في وجه الكثير من الاكتشافات والكثير من التطورات، لذا لا يمكننا ترك الهيليوم ينفذ.