Helium

Helium (griech. Sonne) ist ein chemisches Element und hat die Ordnungszahl 2. Sein Elementsymbol ist He. Im Periodensystem steht es in der 18. IUPAC-Gruppe, der früheren VIII. Hauptgruppe, und zählt damit zu den Edelgasen. Es ist ein farbloses, geruchloses, geschmacksneutrales und ungiftiges Gas.

Helium bleibt bis zu sehr tiefen Temperaturen gasförmig, erst nahe dem absoluten Nullpunkt wird es flüssig. Es ist die einzige Substanz, die selbst am absoluten Nullpunkt (0 K bzw. −273,15 °C) unter Normaldruck nicht fest wird. Neben Neon ist Helium das einzige Element, für welches selbst unter Extrembedingungen bis jetzt keine Verbindungen nachgewiesen werden konnten, die nicht sofort nach der Bildung zerfallen sind. Helium kommt nur atomar vor. Das häufigste stabile Isotop ist ⁴He; ein weiteres stabiles Isotop ist das auf der Erde extrem seltene ³He.

Das Verhalten der beiden flüssigen Phasen Helium I rsp. Helium-I sowie Helium II bzw. Helium-II (insbesondere das Phänomen der Suprafluidität) von 4He ist Gegenstand aktueller Forschungen auf dem Gebiet der Quantenmechanik. Weiterhin ist flüssiges Helium ein unverzichtbares Hilfsmittel zur Erzielung tiefster Temperaturen. Diese sind unter anderem zur Kühlung von Infrarotdetektoren von Weltraumteleskopen und zur Untersuchung von Eigenschaften wie zum Beispiel der Supraleitung von Materie bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt erforderlich.

Helium ist, nach Wasserstoff, das zweithäufigste Element im Universum. Nach anerkannter Theorie vereinigten sich zehn Sekunden nach dem Urknall Protonen und Neutronen durch Kernfusion zu ersten Atomkernen. Aus deren gesamter Masse bildeten sich dabei unter anderem 25% ⁴He und 0,001% Deuterium, sowie Spuren von ³He. Somit ist der größte Teil Helium schon beim Urknall entstanden. Das im Inneren von Sternen durch Fusion von Wasserstoff entstandene Helium fusionierte zum größten Teil weiter zu schwereren Elementen.