Helium - He

Helium (He) is een licht, chemisch inert gas dat wordt gebruikt in de cryogenica, bij analyses en voor lekdetectie. Opgelost helium verschaft ook informatie over grondwater. De geringe chemische reactiviteit ervan moet worden onderscheiden van de fysieke gevaren van zuurstofverdringing, druk en extreme kou.

Chemische eigenschappen · Toepassingen en voorkomen · Gezondheidseffecten · Milieueffecten · Water en behandeling

Chemische eigenschappen van helium

Enkele eigenschappen van helium

Symbool / atoomnummer	He / 2
Groep / periode / blok	18 / 1 / s
Standaardatoomgewicht	4.002602(2)
Elektronenconfiguratie	1s2
Toestand bij 20 °C en 1 bar	Gas
Gasdichtheid (ideaal, 20 °C, 1 bar)	0,164 g/L
Kookpunt (bij atmosferische druk)	−268,928 °C (4,222 K)
Stolling	Vereist verhoogde druk; geen smeltpunt bij normale atmosferische druk
Atoomstraal zonder chemische binding	0,140 nm
Eerste ionisatie-energie	2372,3 kJ mol−1
Van nature voorkomende stabiele isotopen	3He en 4He
Ontdekking	In 1868 waargenomen in het zonnespectrum; in 1895 op aarde geïdentificeerd
CAS-registratienummer	7440-59-7

Het atoomgewicht is volgens de CIAAW; de haakjes geven de onzekerheid in de laatste cijfers aan. De fysische eigenschappen zijn volgens de Royal Society of Chemistry, tenzij anders vermeld. Atoomstralen hangen af van de gebruikte definitie. De gasdichtheid is een schatting voor een ideaal gas op basis van ρ = pM/(RT), met het atoomgewicht volgens de CIAAW en de vermelde temperatuur en druk.

Toepassingen, voorkomen en geschiedenis

Helium is een kleurloos, reukloos, zeer weinig reactief edelgas en het op een na lichtste element. Door zijn zeer lage kookpunt is het belangrijk in de cryogenica. Anders dan de meeste stoffen stolt helium niet bij atmosferische druk, zelfs niet wanneer het tot nabij het absolute nulpunt wordt afgekoeld; voor stolling is extra druk nodig.

Toepassingen zijn onder meer het koelen van supergeleidende magneten in MRI-apparatuur en wetenschappelijke apparatuur, gecontroleerde atmosferen, de productie van halfgeleiders en glasvezels, lekdetectie, gaschromatografie en toepassingen als draaggas. Helium wordt ook gebruikt in speciale ademgasmengsels die zuurstof bevatten, onder professioneel toezicht; zuiver helium is geen ademlucht.

In 1868 namen Pierre Janssen en Norman Lockyer onafhankelijk van elkaar het spectrale kenmerk van helium in de zon waar. William Ramsay identificeerde in 1895 helium op aarde; Per Teodor Cleve en Nils Abraham Langlet deden onafhankelijk onderzoek. De ontdekking ervan mag daarom niet uitsluitend op 1895 worden gedateerd.

Helium-4 ontstaat door radioactief verval van zwaardere elementen in de aarde. Commercieel helium wordt gewonnen uit geschikte gasafzettingen; dat helium in de atmosfeer voorkomt, betekent niet dat winning uit de atmosfeer de gebruikelijke commerciële bron is.

Gezondheidseffecten en omgang met helium

Voor helium is geen biologische rol bekend. Hoewel het onder normale omstandigheden chemisch niet giftig is, kan het zuurstof verdringen en snel verstikking veroorzaken. Helium inademen om de stem te veranderen is onveilig, en gas uit een drukvoorziening brengt extra drukgerelateerde gevaren met zich mee. Het mag niet voor recreatieve doeleinden worden ingeademd.

Bij lekkages in besloten of slecht geventileerde ruimten moet het risico op zuurstoftekort worden beoordeeld. Gasflessen onder druk moeten worden gehanteerd met daarvoor geschikte apparatuur met de juiste drukclassificatie. Vloeibaar helium en zeer koude apparatuur kunnen ernstige koudebrandwonden veroorzaken, terwijl snelle verdamping of opgesloten vloeistof gevaarlijke druk kan opbouwen. Dit zijn fysieke gevaren, ook al is helium chemisch inert.

Helium in het milieu

Helium komt veel voor in het heelal, maar is veel minder talrijk in de atmosfeer van de aarde. Helium-4 dat in gesteenten ontstaat, kan naar grondwater en gasophopingen migreren of naar de atmosfeer ontsnappen. De relatieve hoeveelheden helium-3 en helium-4 verschillen naargelang hun herkomst.

Terugwinning en recirculatie kunnen verliezen uit installaties die helium gebruiken beperken. CERN gebruikt helium bijvoorbeeld in gesloten cryogene circuits. Bij milieu- en operationele beoordelingen moet rekening worden gehouden met het gebruik van hulpbronnen en de gevaren van vrijkomend gas, in plaats van aan te nemen dat een inert gas geen beheersmaatregelen vereist.

Helium in water en grondwateronderzoek

Helium kan als opgelost gas in grondwater voorkomen. Metingen van heliumisotopen helpen bijdragen uit de atmosfeer en uit geologische bronnen te onderscheiden. Bij tritium/helium-3-datering wordt helium-3 dat door radioactief verval van tritium is ontstaan, gebruikt om de ouderdom van relatief jong grondwater te onderzoeken.

Bij de interpretatie zijn correcties nodig voor helium uit andere bronnen en moet rekening worden gehouden met gasverlies of vermenging van water. Een schijnbare grondwaterouderdom is op zichzelf geen bewijs dat het water geschikt is als drinkwater of voor een bepaald industrieel proces.

Helium is geen desinfectiemiddel voor water. Voor wateronderzoek is het vooral van belang als tracer en, bij geschikte technische toepassingen, als gas voor lekdetectie. Zie Helium in water (He + H₂O) voor meer achtergrondinformatie.

Heliumpagina voor het laatst gecontroleerd: 24 oktober 2026 door Lenntech.

Terug naar het periodiek systeem der elementen.