Heli: nguyên tố tìm thấy trên Mặt Trời trước khi tìm thấy trên Trái Đất

Vì sao heli không phản ứng với gì?

Nguyên tử heli có hai proton, hai neutron và hai electron. Lớp electron trong cùng chỉ chứa tối đa hai chỗ, mà heli thì lấp đầy đúng khít. Phản ứng hoá học là chuyện các nguyên tử cho, nhận hoặc góp chung electron để lấp đầy lớp ngoài. Heli đã đầy sẵn nên không phản ứng với gì, và từng nguyên tử đứng riêng lẻ chứ không kết đôi như H₂ hay O₂.

Nhóm nguyên tố không phản ứng như vậy gọi là khí hiếm. Heli là thành viên đầu tiên và trơ nhất trong nhóm.

Ai tìm ra một chất ở cách 150 triệu km?

Ngày 18 tháng 8 năm 1868, nhà thiên văn Pháp Jules Janssen quan sát nhật thực toàn phần ở Guntur, Ấn Độ. Trong ánh sáng từ rìa Mặt Trời, ông thấy một vạch màu vàng không khớp với bất kỳ nguyên tố nào đã biết.

Hai tháng sau, nhà thiên văn Anh Norman Lockyer thấy đúng vạch đó. Ông kết luận táo bạo hơn, rằng đây là một nguyên tố chưa ai từng gặp. Lockyer đặt tên nguyên tố mới theo helios, thần Mặt Trời trong tiếng Hy Lạp.

Phải chờ tới năm 1895, nhà hoá học Scotland William Ramsay mới bắt được heli trên mặt đất. Ông đun một khoáng vật chứa urani với axit, thu được một chất khí trơ. Đem soi ánh sáng của khí đó thì thấy đúng vạch vàng của Mặt Trời.

Heli trên Trái Đất đến từ đâu?

Trong lòng các ngôi sao, heli là sản phẩm của phản ứng nhiệt hạch hydro. Còn trên Trái Đất thì không có lò nào như thế.

Heli hình thành rất chậm trong lòng đất, khi urani và thori phân rã phóng xạ và bắn ra hạt alpha. Hạt alpha là một hạt nhân heli. Qua hàng triệu năm, khí ấy ngấm dần lên rồi bị giữ lại dưới các lớp đá không thấm, nằm chung với khí thiên nhiên. Nên không nhà máy nào tự làm ra heli được, chỉ tách heli ra từ mỏ khí.

Vì thế bản đồ heli của thế giới rất hẹp. Theo USGS, năm 2025 toàn cầu khai thác khoảng 190 triệu mét khối. Mỹ chiếm hơn 40%, Qatar khoảng một phần ba, phần còn lại rải rác ở vài nước khác.

Nguồn cung gọn như vậy thì rất dễ đứt. Đầu năm 2026, xung đột quân sự quanh Iran khiến Qatar phải dừng xuất khẩu qua eo biển Hormuz. Thế giới mất tạm thời gần một phần ba lượng heli, và bệnh viện lẫn nhà máy chip là nơi thấy trước tiên.

Vì sao dùng heli là mất luôn?

Nhôm dùng xong còn nấu lại được, nước bốc hơi rồi cũng mưa xuống. Riêng heli thì không có đường quay lại, vì heli quá nhẹ.

Ở tầng cao của khí quyển, một phần nguyên tử heli đạt tốc độ vượt được lực hút của Trái Đất rồi bay thẳng ra ngoài vũ trụ. Quả bóng xì trong phòng khách là mất luôn lượng heli đó, ít nhất là trong đời người.

Vì thế bệnh viện và phòng thí nghiệm ngày càng lắp hệ thu hồi khép kín. Hệ đó hứng lại phần heli bốc hơi từ máy MRI rồi hoá lỏng dùng tiếp. Theo USGS, tính chung cả nước Mỹ thì heli dùng lượng lớn vẫn hiếm khi được thu hồi. Nhưng ở từng cơ sở đã đầu tư thiết bị, tỉ lệ thu hồi có thể vượt 90%.

Heli dùng để làm gì? Bóng bay chỉ là phần nhỏ

Hỏi heli dùng làm gì thì gần như ai cũng trả lời là thổi bóng bay, nhưng con số thực tế lại khác.

Tỉ lệ tiêu thụ tại Mỹ năm 2025 theo USGS. Không cơ quan nào công bố số liệu toàn cầu tách theo từng ứng dụng.

Hai khoản lớn nhất ngang nhau, và khoản làm mát tấm wafer khi sản xuất chip thì người mua bóng bay không bao giờ nhìn thấy. Nam châm siêu dẫn trong máy MRI cũng là một khoản như vậy. Đó là loại nam châm chạy điện mà không nóng lên, và chỉ chạy được khi giữ ở khoảng −269 °C. Lạnh tới mức chỉ heli lỏng làm nổi.

Heli lỏng bò ngược lên thành cốc

Heli là chất duy nhất không đông đặc dù lạnh tới độ không tuyệt đối, miễn là áp suất ở mức thường. Muốn có heli rắn thì phải nén lên trên 25 atm.

Dưới 2,17 K (khoảng −271 °C), heli lỏng thành chất siêu chảy, chảy gần như không có ma sát. Heli lúc đó tự bò thành một màng mỏng lên thành bình rồi tràn ra ngoài.

Hít heli từ bóng bay có sao không?

Heli không độc, vì heli trơ tới mức cơ thể không có cách nào phản ứng lại. Nhưng hít heli nguyên chất thì heli đẩy oxy ra khỏi phổi. Tệ hơn, cơ thể chỉ thấy ngộp khi CO₂ trong máu tăng chứ không phải khi thiếu oxy, nên người hít nhiều có thể ngất trước khi kịp thấy ngộp.

Một hơi ngắn từ quả bóng đã bơm sẵn hiếm khi gây hại, miễn là không hít sâu nhiều lần liên tục. Nguy hiểm thật sự là hít thẳng từ bình khí nén. Áp suất cao có thể đẩy bọt khí vào mạch máu, và các báo cáo y khoa đã ghi nhận nhiều ca tai biến kiểu này.

5 điều cần nhớ về heli

1. 1 Heli là nguyên tố số 2, nhẹ thứ nhì và gần như không phản ứng với chất nào.
2. 2 Heli được tìm thấy trong ánh sáng Mặt Trời năm 1868, 27 năm trước khi tìm thấy trên Trái Đất.
3. 3 Heli trên Trái Đất sinh ra từ phân rã phóng xạ, khai thác kèm khí thiên nhiên.
4. 4 Thoát khỏi khí quyển là mất vĩnh viễn, không có cách nào thu lại từ không khí.
5. 5 Bóng bay chỉ chiếm một phần nhỏ, phần lớn heli đi vào bệnh viện và nhà máy chip.

Khối lượng nguyên tử theo CIAAW/IUPAC 2021; các giá trị còn lại từ PubChem (NCBI/NIH), ở điều kiện tiêu chuẩn trừ khi ghi khác. Heli không có giá trị độ âm điện trên thang Pauling nên thẻ này không có dòng đó. Sản lượng, trữ lượng và tỉ lệ tiêu thụ theo USGS, Mineral Commodity Summaries 2026 — số liệu năm 2025, tức trước đợt gián đoạn ở Qatar. Sự kiện Qatar ngừng xuất khẩu qua Hormuz đầu 2026 theo tin khoa học và thời sự độc lập (Scientific American, Al Jazeera); chưa có số liệu chính phủ xác nhận quy mô tác động. Chuyện phát hiện năm 1868 theo American Physical Society và Royal Society of Chemistry. Điểm lambda và tính siêu chảy theo HyperPhysics (Georgia State University) và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Rủi ro khi hít heli theo thư viện y khoa NIH/NCBI. Đối chiếu lại lần cuối 10/09/2026.