Гелий – простое вещество главной подгруппы восьмой группы, первого периода периодической системы химических элементов Менделеева Д.И. имеющее атомный номер 2. В периодической системе химических элементов, гелий имеет обозначение символами «He» (от латинского «Helium»), а также имеет международный CAS-номер: 7440-59-7. В нормальных условиях окружающей среды, гелий – это одноатомный инертный газ, не имеющий запаха, цвета и вкуса.
Название вещества «Гелий» произошло от греческого названия «Гелиос», что в переводе на русский язык означает «Солнце». Название гелия напрямую связано с историей его открытия, начало которой положил французский астроном Пьер Жюль Сезар Жансен в 1868 году 18 августа. В то время Пьер Жансен находился в индийском городе Гунтур и занимался исследованием солнечной хромосферы через спектроскоп. Именно Пьер Жансен, наблюдая за солнцем, обнаружил на спектроскопии ярко-жёлтого цвета линию, ошибочно приняв её за спектральную линию натрия. Однако, в 1870 году английский астроном Норманн Локьер и английский химик Эдвард Франкланд предложили именовать новый элемент гелием. История открытия гелия на этом незакончена, далее, в 1881 году стало известно о присутствии гелия в вулканических газах. Гелий в вулканических газах обнаружил итальянский учёный Луиджи Пальмиери во время исследования осевшего светло-жёлтого маслянистого вещества от газовых струй на кратере вулкана Везувий. При дальнейших исследованиях вулканических газов было выявлено незначительное присутствие примесей аргона и гелия.
В 1895 году (спустя 27 лет, после первого открытия гелия) шотландский химик Уильям Рамзай обнаружил присутствие гелия в изучаемом им газе. 23 марта 1895 года считается официальной датой открытия земного гелия. При дальнейших исследованиях гелия, шведскими химиками Клеве и Ленгле был установлен атомный вес данного химического элемента, который получился 4,002602 гр/моль. Окончательное доказательство присутствия гелия в земной атмосфере было получено Генрихом Кайзером и Зигбертом Фридлендером в 1896 году и 1898 году Эдвардом Бэли. Во время исследования Рамзаем различных веществ, им было обнаружено сопутствие гелия торию и урану. В 1906 году учёными Ройдсом и Резерфордом было установлено, что ядра гелия представляют собой альфа-частицы радиоактивных элементов. На основе данных результатов началось исследование
новой теории строения атома. Следует обратить внимание, что начиная с 1868 года и по 1906 год все исследования касались только газообразного гелия, однако в 1908 году нидерландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом был получен жидкий гелий. В 1926 году при участии немецкого физика Виллема Хендрика Кеезома было получено твёрдое состояние гелия. В 1932 году Веллем Хендрик Кеезом провёл опыты над жидким гелием, воздействуя на него температурой, и изучил характер конверсии теплоёмкости жидкого гелия. В результате проведённых научных опытов была получена температура, называемая «лямбда-точкой». В 1938 году физик Советского союза Капица Пётр Леонидович изучил свойства низкой вязкости жидкого гелия. Данное явление заключается на резком снижении коэффициента вязкости вещества, которое приобретает повышенную текучесть при своём сжиженном состоянии.
Гелий добывается промышленным путём на специальных заводах. Гелий не синтезируется, а выделяется из природных газов и нефтяных газов путём очистки от примесей. Среди примесей в природном газе присутствуют углекислота, неон и водород. Производимый гелий получается двух видов: технический гелий (чистая доля гелия 99,8% от объёма) и гелий высокой чистоты (чистая доля гелия 99,985% от объёма). Добыча гелия является достаточно трудоёмким процессом, что непосредственно влияет на себестоимость газообразного гелия. Немаловажную роль в формировании себестоимости гелия играет доля содержания гелия в сырье (природных или нефтяных газах). На данный момент есть два вида сырья для производства гелия, это природные и нефтяные газы с низким содержанием гелия (до 0,055% от объёма) и газы с высоким содержанием гелия (от 0,15 до 1% от объёма).