هلیوم یک عنصر شیمیایی گازی است با نماد He و عدد اتمی 2 و وزن اتمی 4,0026 g/mol .
گاز هلیوم یکی از گازهای نجیب در گروه O در جدول تناوبی است، این عنصر، دومین عنصر سبک است. منبع اصلی جهانی گاز هلیوم، میدان های گاز طبیعی در ایالات متحده می باشد.
هلیوم یک عنصر بی بو، بی رنگ و بی مزه و گازی غیر سمی است و نسبت به گاز های دیگر کمتر در آب حل میشود و یک عنصر کم واکنش نسبت به ترکیبات شیمیایی است. چگالی و چسبندگی گاز هلیوم بسیار کم است. رسانایی حرارتی و محتویات مرتبط به آن در این عنصر بالاست. هلیوم میتواند به صورت مایع در بیاید ولی چگالی حرارتی آن نسبت به تمام مواد شناخته شده ی دیگر کمتر است .
باید برای درک اهمیت گاز هلیوم در ابتدا بپردازیم توضیحی درباره اینکه کاربردهای گاز هلیوم در زندگی روزمره چیست. گاز هلیوم خصوصیات زیادی دارد، نقطه جوش کم، چگالی کم، قابلیت حل کم، هدایت حرارتی بالا و عدم رسانایی. بنابراین در برخی از موقعیت هایی که لازم است از هلیوم استفاده می شود .
گاز هلیوم اولین گازی است که از آن در پر کردن بالون ها و کشتی های هوایی استفاده شد، بعد از تحقیقات به عمل آمده در زمینه ی هواشناسی در ارتفاعات این نتیجه حاصل شد که گازهلیوم میتواند کاربرد درستی در این امر داشته باشد. کاربرد عمده ی هلیوم در جوشکاری به عنوان یک گاز ساکن محافظتی است .بزرگترین کاربرد آن در مواقعی ست که در زمینه خنک سازی است. هلیوم تنها عامل خنک سازی ست که میتواند با دمای کمتر از -434 فارنهایت سازگار باشد .
کاربرد اساسی این گاز در موقعیت هایی که دماهای بسیار پایین مورد نیاز است، توسعه ی حالت ابر رسانایی است که در آن مقاومت برق به حدود صفر میرسد. از کاربرد دیگر این گاز میتوان به فشرده سازی گاز در نیروی متحرک مایع در موشک ها اشاره کرد.
هلیوم بعد از هیدروژن به عنوان دومین عنصر فراوان در جهان شناخته شده است. هلیوم 23٪ جرم کل عناصر را تشکیل می دهد. گاز هلیوم بر روی زمین به واسطه ی یک واکنش رادیو اکتیوی ای شکل میگیرد ، بیشترین میزان گاز هلیوم تولید شده به سطح خارجی زمین رسیده و با اتمسفر مواجه می شود و وارد جو میشود. منطقی است که غلظت هلیوم در جو بالاتر از حد معمول باشد. باید گفت که وزن مولکولی کم آن اجازه می دهد تا با همان سرعت شکل گیری خود به فضا فرار کند و وارد جو شود . در هتروسفر حدود 600 کیلومتر لایه وجود دارد که گاز هلیوم میتواند بر آن غلبه کند (گرچه فشار کل بسیار پایین است). گاز های طبیعی شامل غلظت بیشتری از هلیوم نسبت به اتمسفر است.
سوالی که بسیار بحث بر انگیز این است که آیا گاز هلیوم سمی است؟ در اصل باید گفته شود که استنشاق گاز هلیوم برای سلامتی انسان مضر نیست مگر مقدار زیادی گاز هلیوم وارد بدن شود که در زیر به اثرات گاز هلیوم بر بدن می پردازیم.
گاز هلیوم می تواند به راحتی به هنگام تنفس وارد بدن انسان شود و سبب تغییر صدا و سرگیجه و ایجاد حس کسل کنندگی و سردرد و خفگی شود .در صورت برخورد پوست با هلیوم مایع، حالت یخ زدگی در بافت پوست ایجاد می شود و چشم ها در برخورد با هلیوم مایع دچار حالت یخ زدگی و احساس سرما در چشم میشود.
با مهار کردن این گاز و انجام عملیات تنفس، کاهش میزان اکسیژن هوا در بدن باعث خفگی فرد می شود. مقدار ورود این گاز به بدن باید به دقت بررسی شود .
هلیوم های طبیعی در موقعیت های استاندارد و عادی غیر سمی هستند و از لحاظ بیولوژیکی به مقدار کم رد هایی از وجود آن در خون انسان دیده می شود .
اکثر مردم از اینکه هلیوممی تواند صدای آن ها را تغییر دهد، آگاهی دارند. به همین دلیل، می توان درک کرد که چرا کودکان و حتی بزرگسالان تنفس هلیوم را نوعی تفریح تلقی می کنند. در حقیقت می توان گفت همه ی افراد یا خود تجربه ی چنین کاری را در مهمانی ها داشته اند و یا شاهد تییر صدای دیگران در اثر تنفس هلیوم بوده اند و یا حد اقل چنین چیزی را در فیلم ها دیده اند.
رسانه ها سبب تبلیغی برای این شده اند که مردم تنفس هلیوم را به عنوان تفریحی بدون خطر در نظر بگیرند. اما، در شرایطی تنفس هلیوم می تواند خطر آفرین باشد. به همین دلیل والدین باید از خطرات استنشاق گاز هلیوم اگاه باشند تا بتوانند از فرزندان خود محافظت کنند.
هلیوم نوعی گاز است که نه رنگی دارد و نه بو و مزه ای. یکی از رایج ترین کاربردهای هلیوم پر کردن بادکنک ها برای جشن و مهمانی است زیرا سبب شناور باقی ماندن بادکنکها می شود. زیرا هلیوم دومین عنصر سبک در جهان است و از نظر فراوانی نیز در جایگاه دوم بعد از هیدروژن قرار دارد.
هلیوم در منابعی در نقاط خاصی از کره ی زمین مانند تگزاس، اوکلاهاما و … وجود دارد و البته مانند منابع نفتی تجدید پذیر نیست و روزی تمام می شود.
هلیوم ماده ی مخدر نیست و در افراد ایجاد نشاط نمی کند. اما با تغییر صدای افراد سبب خنده و شادی می شود. تنفس هلیوم باعث می شود صدای افراد زیر و جیغ جیغو شود. هلیوم به دلیل تفاوت چگالی با هوای معمولی است که می تواند صدای افراد را تغییر دهد. هلیوم نسبت به نیتروژن چگالی بسیار متری دارد و سبب می شود سریع تر از بین تار های صوتی عبور کند و صدا را همراه خود حرکت دهد.
و اکنون سوال پیش می آید که آیا گاز هلیوم ضرر دارد یا خیر گرچه به نظر می رسد هلیوم گاز بی خطری است و تنفس کردن آن مشکلی ایجاد نخواهد کرد، تنفس پیوسته ی هلیوم منجر به ایجاد سردرد و سر گیجه می شود. تهوع، استفراغ و از دست دادن هوشیاری به علت کمبود اکسیژن در صورت تنفس هلیوم خالص ایجاد خواهد شد. کودکان حتی ممکن است در اثر تنفس هلیوم دچار مشکلات ریوی شوند. اگر گاز هلیوم مستقیماً از کپسول استنشاق شود خطر یخ زدگی و آمبولی ریه را در پی دارد.
کمبود اکسیژن در اثر استنشاق پی در پی هلیوم می تواند منجر به از دست رفتن هوشیاری و غش کردن شود. به همین دلیل فرد با خطر سقوط و ضربه به سر نیز مواجه خواهد بود.
افراد معمولاً هلیوم را از بادکنک تنفس می کنند و اگر تنفس به صورت پی در پی نباشد می توان آن را بی خطر محسوب کرد. کپسول های یکبار مصرف فروشی و یا کپسول های اجاره ای هلیوم که برای پر کردن بادکنک ها در محل مهمانی در اختیار افراد قرار می گیرد. از آنجا که این کپس.ل ها حاوی گاز پر فشاری هستند که بتوانند به سرعت بادکنک ها را پر کنند، ابداً نباید مستقیماً وسیله ای برای تنفس هلیوم باشند زیرا خطر مرگ در پی دارند.
اگر برای تنفس گاز هلیوم از کپسول استفاده شود، گاز با فشار زیادی وارد ریه ها می گردد و در عرض چند ثانیه می توانند سبب آسیب دیدگی و پارگی ریه ها شود و خون ریه ها را پر می کند. این مساله می تواند سبب تشنج، کما، سکته و مرگ گردد.
به دلایلی که در بالا ذکر شد لازم است والدین در مهمانی ها در کنار مراقبت از مصرف مواد خطرساز، دقت کنند که تنفس هلیوم نیز به صورت کنترل نشده می تواند خطر آفرین باشد. البته این خطر تنها برای کودکان نیست و بزرگسالان نیز باید مراقب نحوه تنفس هلیوم باشند.