Met AI in het Nederlands gemaakt op basis van onze Engelse quiz; de bronnen verwijzen naar de Nederlandse Wikipedia.
Helium is het lichtste edelgas en na waterstof het meest voorkomende element in het heelal. Toch werd het pas in de negentiende eeuw ontdekt, en nog wel in het licht van de zon. Deze quizvragen gaan over de ontdekkers, het extreem lage kookpunt, toepassingen van ballon tot MRI-scanner en het vreemde gedrag van vloeibaar helium vlak boven het absolute nulpunt.
Alle 30 vragen met antwoorden en uitleg. Speel de quiz
Q 01Welk atoomnummer heeft het chemische element helium?
2
Het scheikundige symbool van het element is He; de naam verwijst naar de zon, waar het voor het eerst werd waargenomen.
Q 02Tot welke groep van chemische elementen behoort helium?
Edelgassen
Daardoor is het in vrijwel alle omstandigheden chemisch inert; pas na een bombardement met elektronen gaat het verbindingen aan, bijvoorbeeld met wolfraam of fluor.
Q 03Hoe zwaar is helium vergeleken met gewone lucht?
Veel lichter
Daarom dient het als vulmiddel voor luchtballons en luchtschepen, en gaan ermee gevulde ballonnen omhoog zodra ze worden losgelaten.
Q 04Bij welk medisch onderzoek koelt vloeibaar helium de supergeleidende elektromagneten?
MRI-scan
Helium is ook een geschikt koelmiddel voor cryogeen onderzoek en kernreactoren, waar eveneens extreem lage temperaturen nodig zijn.
Q 05Welk gevaar dreigt als helium in een afgesloten ruimte de zuurstof verdringt?
Verstikking
Het gas is inert en daardoor zelf niet giftig; het zuurstoftekort dat kan ontstaan, heet hypoxie.
Q 06Uit welke fossiele grondstof wordt helium gewonnen?
Aardgas
Bij de winning bevat het gasmengsel vaak ongeveer 1 volumeprocent helium.
Q 07Welk nadeel heeft waterstof als vulgas voor luchtschepen vergeleken met helium?
Zeer brandbaar
Waterstof is weliswaar lichter, maar helium krijgt toch de voorkeur. Helium is wel veel kostbaarder, doordat het moeilijker te winnen is.
Q 08Op welke plaats staat helium onder de meest voorkomende elementen in het universum?
Tweede
Alleen waterstof komt vaker voor. In sterren wordt helium uit waterstof gevormd; dat proces is de belangrijkste energiebron van de zon.
Q 09Tijdens welk hemelverschijnsel zag Pierre Janssen de spectraallijn van helium?
Zonsverduistering
Janssen keek op 18 augustus in Guntur, in Brits-Indië, met een spectroscoop naar de chromosfeer van de zon en zag een emissielijn op 587,49 nm.
Q 10Welke planeten bevatten net als sterren een aanzienlijk aandeel helium?
Gasreuzen
In sterren is helium via spectroscopie in grote hoeveelheden aangetoond; bij een zonnestorm wordt er een relatief kleine hoeveelheid van weggeblazen.
Q 11Welk soort kernreactie vormt in sterren helium uit waterstof?
Kernfusie
Bij deze reactie komt zeer veel energie vrij; ze is de basis van de energie van sterren, maar ook van de waterstofbom.
Q 12Tijdens welke gebeurtenis ontstonden helium-3 en helium-4 in grote hoeveelheden?
Oerknal
Dit vroege vormingsproces heet nucleosynthese; daarnaast ontstaat helium nog altijd in sterren uit waterstof.
Q 13Welke eigenschap maakt helium zo geschikt als koelmiddel voor supergeleidende magneten?
Laagste smelt- en kookpunt
Het wordt ook ingezet bij cryogeen onderzoek en in kernreactoren: overal waar een extreem lage temperatuur nodig is.
Q 21Hoe heet het verval waarbij een zware atoomkern een helium-4-kern uitzendt?
Alfaverval
Een groot deel van het helium op aarde is zo ontstaan, vooral in mineralen die veel uranium en thorium bevatten.
Q 22Welke scheikundige won helium in 1895 uit het mineraal cleviet?
William Ramsay
Twee Zweedse chemici, Nils Langlet en Per Theodor Cleve, voerden ongeveer gelijktijdig en onafhankelijk hetzelfde experiment uit.
Q 23Bij het radioactieve verval van welke stof ontstaat helium-3?
Tritium
Deze lichte isotoop stapelt zich soms ook op in kernreactoren.
Q 14Bij welke temperatuur ligt het kookpunt van helium?
4,2 K
Geen ander element kookt bij een lagere temperatuur. Het gas is bovendien kleurloos en reukloos.
Q 15Hoe heet het ademmengsel van helium, stikstof en zuurstof voor diepzeeduikers?
Trimix
Zuurstof is bij hogere omgevingsdruk giftig en stikstof kan onder hoge druk tot stikstofnarcose leiden; helium vervangt daarom een deel van de stikstof.
Q 16Welke duikersaandoening kan helium net als stikstof veroorzaken?
Caissonziekte
Helium geleidt bovendien goed warmte, waardoor duikers extra warmte verliezen.
Q 17In welk jaar werd helium door twee astronomen onafhankelijk van elkaar ontdekt?
1868
De ontdekkers, een Fransman en een Engelsman, zagen de spectraallijn op verschillende dagen, maar publiceerden hun vondst op dezelfde dag.
Q 18Welke bijzondere eigenschap onderscheidt helium II van de gewone vloeistof helium I?
Superfluïditeit
Zo'n vloeistof heeft een viscositeit van 0 en is daardoor met geen enkele andere substantie te vergelijken.
Q 19In welk Afrikaans land werd in 2016 bij het Rukwameer een grote heliumvoorraad ontdekt?
Tanzania
Het meeste commerciële helium komt uit natuurlijke gasreserves, onder andere in de Verenigde Staten.
Q 20Hoeveel procent van het stijgvermogen van waterstof heeft helium?
93%
Waterstof tilt dus iets meer, maar helium krijgt in luchtschepen toch de voorkeur. Het is wel veel kostbaarder, doordat het moeilijker te winnen is.
Q 24Welke Nederlandse natuurkundige zette helium in 1926 als eerste om in vaste vorm?
Willem Keesom
Dat lukte onder hoge druk. Hij had zijn leermeester toen al opgevolgd als directeur van het laboratorium.
Q 25Met welke zeer snelle deeltjes worden lithium of boor beschoten om helium te maken?
Protonen
Zo wordt helium kunstmatig gesynthetiseerd; in de natuur ontstaat het in sterren uit waterstof.
Q 26Tot welke deeltjesklasse behoort helium-3 door zijn oneven aantal kerndeeltjes?
Fermionen
Atomen van helium-4 gedragen zich juist anders; de lichte isotoop volgt de Fermi-Diracstatistiek.
Q 27Op hoeveel moleculen in de aardatmosfeer komt gemiddeld één heliumdeeltje voor?
200.000
Op aarde ontstaat het gas als bijproduct van het radioactieve verval van uranium-238 en thorium-232.
Q 28Wie stelde voor om het pas ontdekte element helium naar de zon te noemen?
Edward Frankland
Hij had eerst de waarnemingen van Pierre Janssen bevestigd en bedacht ook het achtervoegsel -ium.
Q 29Op welk kwantumverschijnsel berust het superfluïde gedrag van helium-4?
Bose-Einsteincondensatie
Daarbij kunnen steeds meer deeltjes naar hetzelfde energieniveau afdalen. Helium was een van de eerste stoffen waarbij zo'n kwantumeffect op macroscopisch niveau werd waargenomen.
Q 30Welke druk is minimaal nodig om helium-4 vast te maken?
2,6 MPa
Die druk volstaat alleen bij temperaturen beneden 1 K; bij 15 K is al rond 100 MPa nodig.