L’elio (dal greco ἥλιος -ου “hélios -ou”, significato: sole) è l’elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo He e come numero atomico 2.
È un gas nobile incolore e inodore; ha il più basso punto di ebollizione fra tutti gli elementi e può solidificare solo se sottoposto ad altissime pressioni. Si presenta come gas monoatomico ed è chimicamente inerte. È il secondo elemento più diffuso nell’universo, dopo l’idrogeno.Tracce di elio, dovute al decadimento di certi minerali, sono presenti nell’atmosfera terrestre; l’elio si trova inoltre in alcune acque minerali e, in quantità economicamente sfruttabili, anche in alcuni gas naturali. È usato nei palloni aerostatici, come liquido refrigerante per i magneti superconduttori e come gas nelle miscele per le immersioni di profondità
L’elio è spesso usato all’interno di palloni aerostatici e dirigibili, adoperati per scopi pubblicitari, ricerca atmosferica e ricognizione militare. Inoltre l’elio possiede il 92,64% della capacità di sollevamento dell’idrogeno ma non è infiammabile, ed è quindi molto sicuro da maneggiare. Altre applicazioni:
- miscele di elio-ossigeno sono utilizzate negli apparati respiratori ad alta pressione per immersioni profonde e nei sommergibili. Questo perché l’elio è inerte, anche se più solubile nel sangue dell’azoto e rispetto a quest’ultimo si diffonde 2,5 volte più velocemente. Si aumentano così i tempi per la decompressione, ma si eliminano i rischi di narcosi da azoto e si riduce la formazione di bolle nelle anse delle vene. Un effetto indesiderato dell’elio è la modifica del tono della voce, il cosiddetto “effetto paperino” che rende difficilmente comprensibili le comunicazioni con gli operatori subacquei.
- Il suo punto di ebollizione estremamente basso rende l’elio liquido un refrigerante ideale per molte applicazioni a temperature estremamente basse quali i magneti superconduttori e le ricerche criogeniche, dove sono necessarie temperature prossime allo zero assoluto. Miscele di 3He e 4He sono usate nei refrigeratori a diluizione.
- L’elio è usato come gas inerte nella gascromatografia.
- L’elio è usato come gas per misure di densità assoluta, in appositi picnometri a elio che misurano il volume degli oggetti a meno della porosità raggiungibile dall’elio.
- La fusione nucleare dell’idrogeno nell’elio fornisce l’energia necessaria per la bomba all’idrogeno. L’elio in questo caso è un sottoprodotto della reazione, e il risultato è lo sviluppo di una grande quantità di energia.
- È usato per pressurizzare i serbatoi di combustibile liquido (per motivi di sicurezza: essendo l’elio inerte, si riducono i rischi d’incendio), nella saldatura ad arco, come gas protettivo nella crescita di cristalli di silicio e germanio, come refrigerante alcuni reattori nucleari sperimentali, e come gas nelle gallerie del vento supersoniche.
- Viene anche utilizzato per gonfiare palloni aerostatici e palloncini ad uso ludico. Data la sua scarsa densità è un ottimo (ma costoso) sostituto dell’idrogeno. A differenza dell’idrogeno, presenta il vantaggio di non essere infiammabile.
- L’elio liquido trova un utilizzo crescente nell’imaging a risonanza magnetica, in quanto l’applicazione medica di questa tecnologia si sta diffondendo nell’ultimo periodo.
