【廣告】
你可能還記得,幾年前曾經(jīng)出現(xiàn)過關(guān)于全球氦供應(yīng)量有限的報(bào)道。類似的消息也在這幾年間的周期性報(bào)告中屢屢出現(xiàn)。那么,這一危機(jī)值得引起人們的重視嗎?氦早在宇宙形成之初、宇宙須臾之后便已經(jīng)誕生,至今已有數(shù)十億年的歷史。它是宇宙中第二輕、也是第二常見的元素,僅次于氫氣。但地球上的氦并不多,含量僅為百萬分之幾。問題在于,氦原子核太輕,不足以被地球引力所牽制。一旦氦氣進(jìn)入大氣,就會(huì)逃逸到宇宙中,在太陽風(fēng)的“吹拂”下隨風(fēng)而去。近年來氦氣的成本增加了250%以上,氦氣短缺對(duì)多個(gè)產(chǎn)業(yè)影響至深,包括氣球、飛艇、汽車安全氣囊和核磁c共振等。雖然地球上的氦一直在減少,但直到不久之前,氦儲(chǔ)量都非常充足。大多數(shù)氦都是在宇宙時(shí)形成的。鈾和釷等性元素可衰變成更小的碎片或粒子,其中也包括α粒子。這些粒子便是失去電子后的高能氦原子。在這種衰變過程中,性元素分裂成若干碎片,同時(shí)釋放出能量,因此名為裂變。
性元素的衰變可以彌補(bǔ)通過大氣損失的氦。裂變生成的氦主要儲(chǔ)存于多種礦石中,在天然形成的大型蓄氣池中大量聚積,如位于美國德克薩斯州的國家氦氣池。但這種天然過程需經(jīng)歷成千上萬年,產(chǎn)出的氦氣量才能達(dá)到商業(yè)提取價(jià)值。
氦是所有元素中不活潑的元素,極難形成化合物,這是因?yàn)楹さ脑雍说诫娮訉泳嚯x很小,并且達(dá)到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。它的性質(zhì)便決定了用途,氦的應(yīng)用主要是作為保護(hù)氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑等等。與常規(guī)敞開式變電站相比,GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),維護(hù)工作量很小。2017年2月6日,中國南開大學(xué)的王慧田、周向鋒團(tuán)隊(duì)及其合作者在《Nature Chemistry》上發(fā)表了有關(guān)在高壓條件下合成氦鈉化合物——Na2He的 ,結(jié)束了氦元素?zé)o化合物的歷史,標(biāo)志著我國在稀有氣體化學(xué)領(lǐng)域走到了前沿。
由于氦很輕,而且不,因此它可用于填充飛艇、氣球、溫度計(jì)、電子管、潛水服等。也可用于原子反應(yīng)堆和、激光器、火箭、冶煉和焊接時(shí)的保護(hù)氣體,還可用來填充燈泡和霓虹燈管,也用來制造泡沫塑料。
由于氦在血液中的溶解度很低,因此可以加到氧氣中防止減壓病,作為潛水員的呼吸用氣體,或用于治了氣喘和窒息。
液體氦的溫度(-268.93 ℃)接近零度(-273℃),因此它在超導(dǎo)研究中用作超流體,制造超導(dǎo)材料。液態(tài)氦還常用做冷卻劑和制冷劑。在醫(yī)學(xué)中,用于氦刀以治了癥。它還可以用作人造大氣層和鐳射媒體的組成部分。