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氦气“危机” | 承天示优气体检测小知识

承天示优官方账号 2023-10-02 技术资讯 557 views 0

两天前听闻实验室的工程师抱怨,40L的5N的高纯氦气大幅涨价,相较于几年前,翻了三倍之多。震惊之余,除了认识到物价逐年提高,工业产品也跑不掉以外,“气体分析圈”的小编还要跟大家聊聊氦气,这一万能又宝贵、涉及到科技医疗军事等方方面面的的资源到底是个什么来历,节节攀升的价格背后又有着怎样的原由。

先说氦的来源,氦是很丰富的元素,但是那是从宇宙尺度上来看,地球上还算是贫瘠了。氦的主要来源,要么来源于那次著名的大爆炸,要么来源于恒星中轻核的聚变,要么来源于重核的裂变。到目前为止,前两者还没发生在地球上,地球只能在形成初期,包裹一些氦气在地壳内;第三个是地球本土氦气的主要来源,能占多少,不好评估,后面再聊。

另外,地球上氦气的状态。氦气是密度很小的气体,那意味着在地球大气中,会跑到大气层的顶层,散失到宇宙空间中去;其次,氦气是惰性气体,几乎没有固态或者液态化合物存在,所以,氦一般都是以单质气体存在;再次,氦气溶解度很差,所以,水体里没有氦气。那么一种不能存在于地球大气底层的,没有稳定化合物的,又不能溶解于水的物质,那么它在地球上几乎只有一种存在方式:密封在地壳里。

现在谁的储量高,就看谁的地层厚实稳定密封程度好。谁能密封住地球形成时包裹的那一块氦气,放射性物质衰变释放的那一点氦气。谁就有氦气资源。老美得天独厚,地壳稳定,能够锁住氦气田。俄罗斯、阿尔及利亚和卡塔尔也是类似的情况,地壳稳定。


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当然,还有地球本土的氦气资源,就是富氦的天然气。加拿大,中国的柴达木盆地、塔里木盆地、四川省这些地区的天然气中发现了有工业价值的富氦天然气。但由于气源总量、开采技术和低温分离技术等的限制,这些资源的成本和价值仍需评估,也没有大规模生产应用。

这样看来,氦气是真真正正的不可再生资源,怪不得被称为“黄金气体”。靠着核聚变和核裂变产生的那点可怜巴巴的氦气,连核磁共振和当色谱载气都不够用,但还是有人用它来充气球玩变声,简直是暴殄天物。

现在中国用的基本上是进口液氦,由于它的用途太广泛尤其在科技军工领域,国内现在是赔本保装置,不求赚钱,只求拥有生产能力。美国几十年前为了生产探空气球和飞艇开采储存了大量氦气,用不完后开始买卖。但随着全球氦气的需求增加,美国也开始限制出口。这最新一轮进口氦气的大幅提价,是否也与美国单方面挑起的贸易战有关呢?美国这边价格一动,我国各行各业的用气成本水涨船高。纯依靠进口的东西,无论是资源还是技术,总是受制于人。

氦气“危机”的解除,我们仍需努力!


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