我们为何需要氦气
氦原子核质量只有4,仅由两个质子和两个中子构成,是一种非常稳定的元素。氦重要的特性包括:极难发生化学反应、不具有性、不可燃烧、无毒,关键的一点是,它的沸点低至4.2开尔文,即零下268摄氏度,十分接近宇宙中的温度下限——零度。其它元素在该温度下都不可能保持液体状态。氦气是目种具有这些特性、且能够为我们所用的的物质。
装满惰性气体的玻璃管受到高强度电流激发,会发出不同颜色和强度的光线。图中从左至右分别为氦气、氙气。
装满惰性气体的玻璃管受到高强度电流激发,会发出不同颜色和强度的光线。图中从左至右分别为氦气、氙气。
氦的价格相对来说并不贵。很多工业应用根本找不到更合适的替代品。对航天、科技、高科技制造业、火箭引擎测试、焊接、商业潜水、粒子磁铁、光纤、半导体芯片而言,氦气的作用都不可或缺。
然而,氦气重要的用途还当属医学成像,尤其是磁共振成像技术(MRI),以及利用高强度磁场的技术(NMR)。若不是因为氦气沸点极低,这些技术都不可能诞生。
卡美林·奥涅斯是一个得到液氦的科学家。他又将温度进一步降低,试图得到固态氦,却并没有成功(固态氦是1926年基索姆用降低温度和增大压力的方法首先得到的)。对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加。卡美林·奥涅斯使液态氦的温度下降,液氦的密度增大了。但是,当温度下降到零下271℃的时候,液态氦突然停止起泡,同时密度也突然减小了。
近年来氦气的成本增加了250%以上,氦气短缺对多个产业影响至深,包括气球、飞艇、汽车安全气囊和核磁c共振等。美国西北大学物理学哈尔柏林(William Halperin)指出,由于氦气短缺,加上使用的范围日益扩大,结果可能会影响到每个人。华盛顿大学化学系海耶斯(Sophia Hayes)也认同这个说法,指出氦气并非只用于派对的气球,其实还有很多用途。氦气应用于深海潜水、安全气囊、医学、核磁C共振成像机,以及包括光纤和半导体在内的技术领域。海耶斯指出,氦气短缺由来已久,一些医院已做好准备,不过对小医院来说,受到的影响可会更大。氦气短缺也可能导致半导体制造成本增加,终会转嫁给消费者。由于氦气是不可C再生的,按照目前的消耗率和已知的全球蕴藏量,至多持续200年。尽管已有人提出回收氦气,但海耶斯指出,这很难做到,而且价格高昂。以上信息由专业从事液态氦气的中原海于2024/7/3 5:57:31发布
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