核组成与化学性质

氦原子核有两个质子,常见氦-4还含两个中子,中性原子有两个电子。它属于稀有气体,常温下以单原子气体存在,化学反应性很低。氦-3与氦-4具有不同核组成,讨论低温性质时还需区分同位素与实验条件。

参考:[1] [3]

先在太阳光谱中辨认

1868年的太阳光谱观测发现一条不能对应已知元素的黄色谱线,为氦的存在提供线索。19世纪末,研究者又从地球矿物释放的气体中确认氦。这个过程展示了光谱分析如何先辨认远处物质,再与能够取得的样品相互核对。

参考:[1]

地球上的来源

某些放射性衰变释放的α粒子是氦核,取得电子后可形成氦原子。地球内部生成的一部分氦被地质结构保存,并可伴随天然气取得。宇宙中的高丰度不等于地球大气适合经济提取,因此供应依赖具体矿源、分离和回收条件。

参考:[1]

液氦与超导装置

氦在常压下约4.2 K液化,氦-4进一步降温可呈现超流性质。大型强子对撞机利用闭合氦回路维持低温超导磁体,材料状态、热输运和制冷设备共同构成系统。液氦提供的是适当冷却环境,超导性仍取决于导体材料及工作条件。

参考:[2] [1]