Strona głównaPytania → Dlaczego oddychanie helem jest bezpieczne?

Dlaczego oddychanie helem jest bezpieczne?

Pytanie

Pyta Robert

Dlaczego oddychanie helem jest bezpieczne, mimo że jądro helu to nic innego jak cząsteczka alfa, bardzo groźna jeśli dostanie się do wnętrza organizmu?

Odpowiedź

Odpowiada dr hab. Piotr Sułkowski

Wdychanie helu jest bezpieczne (ale z zastrzeżeniem wspomnianym poniżej!), gdyż jest on najmniej aktywnym pierwiastkiem chemicznym i generalnie nie wchodzi w reakcje chemiczne z innymi substancjami. Związane jest to m.in. z tym, że — podobnie jak wszystkie inne gazy szlachetne — powłoka walencyjna helu jest całkowicie zapełniona (dwoma elektronami), a zatem elektrony te nie mogą zostać uwspólnione z powłokami innych atomów (na czym właśnie polegają reakcje chemiczne), a także bardzo trudno jest te elektrony oderwać od helu (innymi słowy, hel charakteryzuje się dużą energią jonizacji). Dlatego, w szczególności, hel nie reaguje z cząsteczkami w naszym organizmie — poza ewentualnym (potencjalnie zgubnym!) wpływem na układ oddechowy, jest on dla organizmu obojętny.

Natomiast cząstka alfa, czyli jądro helu, jest pozbawiona wspomnianych wyżej elektronów walencyjnych — w związku z tym jest bardzo silnie jonizująca i bardzo łatwo wchodzi w reakcje chemiczne (jest w stanie „oderwać” elektrony z innych cząsteczek, zamieniając je w ten sposób w jony, czyli właśnie jonizując). W szczególności cząsteczki alfa łatwo wchodzą w kontakt z atomami w żywych komórkach, co może być bardzo szkodliwe dla zdrowia, prowadząc do choroby popromiennej, czy też wywołując raka w wyniku uszkodzenia DNA.

Należy podkreślić, że wytworzenie cząstki alfa, poprzez np. oderwanie elektronów walencyjnych z helu, jest bardzo trudne — zatem nie ma żadnej obawy, że nastąpi ono samoczynnie, przy wdychaniu helu. Jeśli jednak w jakiś sposób cząstki alfa zostaną już wytworzone, to wtedy są one szkodliwe dla zdrowia.

Należy też podkreślić, że cząstki alfa są bardzo silnie pochłaniane przez materię — zatrzymać je może kilkucentymetrowa warstwa powietrza, a nawet kartka papieru, czy nawet nasz naskórek. Dlatego przebywanie w pobliżu źródła promieniowania alfa w zasadzie nie jest bardzo niebezpieczne. Natomiast cząstki alfa stają się bardzo niebezpieczne, kiedy już dostaną się do wnętrza naszego organizmu — właśnie wtedy nasze tkanki narażone są na ich jonizacyjne działanie. W jaki sposób cząstki alfa mogą się dostać do wnętrza organizmu? Istotne jest to, że — poza byciem jądrem helu — powstają one także przy rozpadzie pierwiastków promieniotwórczych. Jeśli zatem w jakiś sposób umieścimy substancję promieniotwórczą we wnętrzu organizmu (np. poprzez jej spożycie), to niezwykle niebezpieczne stają się cząstki alfa powstające w wyniku jej promieniotwórczego rozpadu w organizmie. Z tego też powodu substancje promieniotwórcze są bardzo skutecznymi truciznami.

Należy też wspomnieć, że choć hel jako taki nie wchodzi w reakcje z naszym organizmem, to jego wdychanie w zbyt dużych ilościach może prowadzić do utraty przytomności, a nawet uduszenia — zatem, z tego powodu, także można je uznać za szkodliwe. Wdychając hel mamy wrażenie oddychania, jednakże zastępując tlen obecny w powietrzu poprzez hel pozbywamy nasz organizm składnika niezbędnego do życia — poddanie się takiej operacji przez kilkadziesiąt sekund może mieć bardzo poważne skutki. Dlatego zabawy polegające na wdychaniu helu (co w charakterystyczny sposób zmienia brzmienie głosu) mogą także być bardzo niebezpieczne.