氦是一種什么樣的物質？

        高科技產業的不斷建立和相應技術的發展，使氦這種性能獨特的物質越來越多地應用于科技和生產各個領域，人們對這種物質也有了更多的了解。

氦和液氦

氦元素的存在是由法國天文學家皮亞J.C.詹森(PierreJ.C.Janssen)于100多年前首先發現的。在1868年的一次日蝕期間，他在研究太陽光譜時發現了一條新的光譜線，從而確定了一種新的物質元素的存在并將其命名為"Helium”，中文譯為“氦”。此后的研究表明，氦是一種物性奇特的元素，它的發現促進了世界科技的發展。自然界的氦實際上由原子質量數為3和4的兩種穩定同位素所組成，可分別寫成氦3和氦4.

大氣中的含氦量很低，約有百萬分之五，而氦3則更低，不超過千萬分之-，雖說可利用空氣液化技術可將氦分離出來，但所花代價極大故不經濟。而天然氣中的含氦量遠高于大氣，所以現時的商品氦均是采天然氣中提取。從天然氣中提取氦3也存在極大的技術難度，直到五十年代初，人們利用人工核反應技術才得到稍多一些氦3，故極為昂貴。與氦4相比，氦3的含可說是微不足道，故常用的商品氦和液氦可以認為就是氦4，如無特別說明，一般書籍或文獻資料上所說的“氦”，泛指的就是氦4。

氦是一種無色、無味的惰性氣體。氦元素與任何其它已知的元素不起化合作用，與其它各種氣體比較，水溶性最低。在標準狀態下，氦的密度是0.01785千克/方米，比重是0.14(氣=1)，單位重量僅次于氫元素(氫的密度是0.08988千克/立方米)。氦液化后得到的液態氦，與其它各種低溫液體相比，其正常沸點最低(4.2221K)。對液氦本身的研究也發現其在一定的條件下與其它液體有著極不相同的奇異特性，如流動性、超熱導性及氦3與氦4相互滲透時產生吸熱現象(人們利用這個特性制成稀釋致冷機用于1K至毫K溫區的低溫研究工作)等，在此不作詳述。

自發現氦元素的存在至最終將其液化而獲得液氦的過程長達40年，這是因為氦是最難液化的物質，它的臨界溫度和沸點是所有物質中最低的，其節流轉化溫度也很低(約50K)，這表明，要將氦液化，就必須先將氦的溫度降至50K以嚇，若要提高液化率，還需將節流前的溫度降至15K或更低。此外，液氦的汽化潛熱值在各種低溫液體中也是

最低的，故氦的液化工藝對絕熱、換熱等技術條件及材料性能要求較高。

經多年不懈的努力，隨著各種技術和工藝條件的不斷完善，荷蘭物理學家卡麥林翁內斯(KamerlinghOnnes)首先成功地將氦液化。這是繼氧、氮、氕、等物質之后而最后被液化的物質，其重大的意義在于人類在科學實踐的進程中得到一種最接近絕對零度(0K，-273.15°C)的低溫冷源它是進行4.2K至接近絕對零度溫區的極低溫研究工作的首要條件?？溋治虄人闺S之利用液氦低溫條件開展某些材料的低溫物性研究，并于1911年發現了超導電性這一奇特的現象。從此，作為物理學重要分支的低溫物理學得到迅速的發展。