Piccolo approfondimento sull'Elio.

CARATTERISTICHE GENERALI

L'elio (il cui nome deriva dal greco Helios, Sole) venne scoperto nel 1868 da J.N. Lockyer esaminando per via spettroscopica la luce solare durante un'eclissi, e successivamente isolato (da vari ricercatori negli anni dal 1891 al 1900) da gas occlusi in vari minerali di uranio e dall'aria. Nel 1908 il fisico olandese H. Kamerlingh Onnes produsse il primo elio liquido raffreddandolo a 0,9°K, un'impresa che gli guadagnò il Premio Nobel. Nel 1926 un suo studente W. H. Keesom fu il primo a solidificare l'elio.

Il nome dell'elemento ricorda Helios il dio greco del sole, con l'aggiunta del suffisso -ium (in inglese), perché ci si aspettava che il nuovo elemento fosse un metallo. L'elio appartiene alla famiglia dei gas nobili. Come gli altri elementi del gruppo dei gas nobili, l'elio, in tutti i suoi stati di aggregazione, esiste solo sotto forma di atomi liberi, ossia di molecole monoatomiche. E' com­pletamente inerte dal punto di vista chimico e non forma composti con alcun altro elemento.

Nell'aria è presente in concentrazione minima, di appena il 5,310-4 % in volume; in quantità maggiore è contenuto nei gas naturali (dallo 0,2 al 7-8%). I giacimenti di gas più ricchi di elio si trovano negli Stati Uniti, in Canada, nel Sahara occidentale e nell'Unione Sovietica; in Italia l'unica fonte di elio è costituita dai gas dei soffioni boraciferi nei quali l'elio è presente in ragione dello 0,3%. L'elio è invece uno dei principali costituenti del sole (41%) e di molte altre stelle, nelle quali rappresenta un prodotto della combustione nucleare dell'idrogenoL'elio dei gas naturali è di origine radioattiva: le particelle alfa emesse da parecchi elementi radioattivi sono infatti nuclei di atomi di elio, che si trasformano in normali atomi di elio sottraendo due elettroni ad atomi di altri elementi presenti nell'ambiente. Quantunque esso si formi di continuo nella crosta terrestre attraverso i fenomeni di radioattività, la piccola quantità di elio presente nell'atmosfera terrestre è dovuta al fatto che, dato il suo basso peso atomico, l'elio tende a sfuggire dall'atmosfera verso lo spazio esterno. Allo stato liquido presenta un comportamento particolare: mentre tra 4,2 K (p.eb. a pressione atmosferica) e 18 K il liquido, detto elio I, ha caratteristiche normali, al di sotto di 2,8 K il liquido (elio II) presenta una bassissima viscosità (circa 1000 volte inferiore a quella dell'idrogeno gassoso) e un'altissima conducibilità termica (circa 600 volte superiore a quella del rame a temperatura ambiente); manifesta inoltre il fenomeno della superfluidità, cioè un comportamento fluido anomalo (tendenza a risalire lungo le pareti delrecipiente che lo contiene). L'elio trova impiego come gas di riempimento per palloni aerostatici in sostituzione dell'idrogeno, rispetto al quale, pur presentando un potere ascensionale minore, ha però il vantaggio di non essere infiammabile. Lo si usa inoltre per effettuare saldature di particolari metalli in atmosfera assolutamente inerte, come gas pressurizzante inerte nei serbatoi di carburante dei missili, per gonfiare pneumatici di aerei, dove riesce utile la sua elevata conducibilità termica, e in varie applicazioni di laboratorio. L'utilizzo dell'elio nei respiratori durante le immersioni subacquee è limitata dal costo elevato, ma presenta importanti vantaggi, specie nelle immersioni ad alte profondità: l'elio infatti riduce il problema della narcosi da gas inerte. L'elio si ottiene dai gas naturali per liquefazione e distillazione frazionata, con separazione dei componenti meno volatili (idrocarburi, acqua, biossido di carbonio).

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