Helyum
Helyum, He sembolü ve atom numarası 2 olan kimyasal bir elementtir. Periyodik tabloda soy gazlar grubunun başında yer alan renksiz, kokusuz, tatsız, zehirsiz, inert ve tek atomlu bir gazdır. Helyum, tüm elementler arasında en düşük kaynama ve erime noktalarına sahiptir ve aşırı koşullar dışında sadece gaz halinde bulunur.
Helyum ikinci en hafif elementtir ve gözlemlenebilir evrendeki toplam element kütlesinin %24'ünü oluşturarak en bol bulunan ikinci elementtir; kütlesi, tüm ağır elementlerin toplam kütlesinden 12 kat daha fazladır. Bu oran, Güneş ve Jüpiter'deki bolluk oranlarına benzerdir. Bu durum, helyum-4'ün (çekirdek başına) helyumdan sonraki üç elemente kıyasla çok yüksek bağlanma enerjisine sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Helyum-4'ün bu yüksek bağlanma enerjisi, onun hem nükleer füzyonun hem de radyoaktif bozunmanın yaygın bir ürünü olduğu anlamına gelir. Evrendeki helyumun çoğu helyum-4'tür ve Büyük Patlama sırasında oluştuğuna inanılmaktadır. Yeni helyumun büyük bir kısmı yıldızlarda hidrojenin nükleer füzyonu ile oluşur.
Helyum, kriyojenikte (en büyük tek kullanımı olup, üretimin yaklaşık dörtte birini tüketir), özellikle Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) ana uygulama alanı olmak üzere süperiletken mıknatısların soğutulmasında kullanılır. Endüstriyel olarak üretilen gazın yarısını oluşturarak (kaynağa göre), helyum ayrıca şu amaçlarla da kullanılır: basınçlandırma ve temizleme gazı olarak, ark kaynağı için koruyucu bir atmosfer olarak ve silikon plakalar yapmak için kristal büyütme gibi işlemlerde. Helyumun iyi bilinen ancak küçük bir uygulaması, balonlarda ve hava gemilerinde bir kaldırma gazı olarak kullanılmasıdır. Yoğunluğu havadan farklı olan diğer gazlar gibi, helyumun solunması da geçici olarak bir kişinin sesinin tınısını ve kalitesini değiştirir. Bilimsel araştırmalarda, helyum-4'ün iki sıvı fazının (helyum I ve helyum II) davranışı, kuantum mekaniğini (özellikle süperakışkanlık özelliğini) inceleyen araştırmacılar ve mutlak sıfıra yakın koşullarda meydana gelen süperiletkenlik gibi olayları inceleyenler için önemlidir.
Helyumla balon doldurmak en bilinen uygulama alanı olsa da, bu alan helyumun toplam kullanımının küçük bir bölümünü oluşturur. Helyum, düşük kaynama noktası, düşük yoğunluk, düşük çözünürlük, yüksek ısıl iletkenlik veya inertlik gibi bazı benzersiz özelliklerini gerektiren birçok amaç için kullanılır. 2008 yılında dünya çapında yıllık üretilen yaklaşık 32 milyon kg (193 milyon metreküp) helyumun yaklaşık %22'si, çoğunlukla Tıbbi Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) tarayıcılarındaki süperiletken mıknatısların soğutulmasıyla ilgili kriyojenik uygulamalarda kullanılmıştır. Diğer başlıca uygulama alanları (1996'da toplamda yaklaşık %60) basınçlandırma ve tasfiye sistemleri, kontrollü atmosferler, kaynak ve sızıntı tespitidir. Kategori bazında diğer uygulama alanları nispeten daha azdır.
Helyum inert olduğu için silisyum ve germanyum kristallerinin büyütülmesinde, titanyum ve zirkonyum üretiminde ve gaz kromatografisinde koruyucu bir gaz olarak kullanılır. Helyum, inertliği, yüksek ısıl iletkenliği, yüksek ses hızı ve yüksek ısı kapasitesi oranı (Cp/Cv) nedeniyle süpersonik rüzgar tünelleri ve impuls (darbe) tesisleri için de uygundur.
Helyum, elektrik ark kaynağı işlemlerinde hava veya azotla kirlenecek veya gevrekleşecek malzemeler üzerinde koruyucu bir gaz rolü oynar. Tungsten inert gaz (TIG) kaynağında bir dizi inert koruyucu gaz kullanılır; özellikle alüminyum veya bakır gibi daha yüksek ısıl iletkenliğe sahip kaynak malzemeleri için, genellikle daha ucuz olan argon yerine helyum kullanılır (veya argon yerine helyum tercih edilir).
Acetylene (systematic name: ethyne) is a chemical compound with the formula C₂H₂.
Argon is a chemical element with the symbol Ar and atomic number 18.
Argon-Carbon Dioxide C-50 (50% argon / 50% CO₂)
Carbon dioxide (chemical formula CO₂)
Helium is a chemical element with the symbol He and atomic number 2.
Nitrogen is a chemical element with the symbol N and atomic number seven.
Oxygen is a chemical element with the symbol O and atomic number 8.
Propane (molecular formula C₃H₈) is an alkane with three carbon atoms.