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氦氣由于需求量大但是產(chǎn)量小所以長久以來處于供不應求的狀態(tài),價格也一直居高不下。隨著資源的日益匱乏,尤其是石油等資源的過量使用,科學家預測如果在不改變策略,那么在未來20年后我們將面臨沒有氦氣使用的可怕局面。為此科學家發(fā)出種種號召,節(jié)約使用氦氣,有些科學家甚至公開表明氦氣不應該拿來充裝兒童氣球,這是一種對重要資源的極大浪費!我國作為發(fā)展中國家,氦氣需求量自然不言而喻,如果更好的節(jié)約使用氦氣也是我們面臨的難題。它實際上是由大約25%的氦組成的,但是它正以日冕噴射和太陽風的形式,日以繼夜地把氦噴射到太空中。
氦(He)在整個宇宙中占23%,含量僅次于氫,但氦氣濃度低,為一種稀有氣體。目前,具有工業(yè)價值的氦(>0.1%),含量高可達7.5%。近年來,液化(LNG)產(chǎn)業(yè)興起,氦氣可在LNG尾氣中富集,可進一步降低氦氣的工業(yè)標準。
目前,針對氦氣藏形成的研究較為薄弱,一般認為,在漫長的地地質(zhì)歷史中,富鈾釷的礦物和巖石可生成大量氦氣并部分保存;在劇烈的地球活動中,氦氣會集中釋放并溶于地下水;氦氣分子半徑小,需要封閉能力更強的蓋層,如膏巖層等。
高純氦氣廣泛應用于科研、石化、制冷、半導體、管道檢漏、超導實驗、金屬制造、焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。
1、高純氦氣用作保護氣:利用氦氣不活潑的化學性質(zhì),氦氣常用于鎂、鋯、鋁、鈦等金屬焊接的保護氣。
2、高純氦氣可用作高真空裝置、原子核反應堆在火箭、宇宙飛船上用作輸送液氫、液氧等液體推進劑的加壓氣體。高純氦氣還用作原子反應堆的清洗劑
3、高純氦氣在超導技術交通行業(yè)的磁懸浮列車都有較大的應用。利用液氦的-268.9℃的低沸點,液氦可以用于超低溫冷卻。而超低溫冷卻技術在超導技術等領域有較廣泛的應用,超導材料需要在低溫(100K左右)中才能表現(xiàn)出超導特性,大多數(shù)情況下只有液氦能比較簡便地實現(xiàn)這樣的極低溫。同時,地質(zhì)學家在該帶也發(fā)現(xiàn)了多個非烴氣藏,氦氣含量較高,達到或超過工業(yè)利用標準。
4、氣相色譜分析中高純氦氣常作為載氣,利用氦氣滲透性好、不可燃的特點,高純氦氣還應用于真空檢漏,如氦質(zhì)譜檢漏儀等。
5、工業(yè)氦氣廣泛用于氣球充氣:由于氦氣密度遠小于空氣(空氣的密度為1.29kg/m3,氦氣的密度為0.1786kg/m3),而且化學性質(zhì)及不活潑,較氫氣安全(氫氣可以在空氣重燃燒),氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體。
6、在海洋開發(fā)領域的呼吸用混合氣體中,氣體溫度計的填充氣等。