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氦氣的用途

中國礦業(yè)報 評論 2022-09-27

  ◎? 李鋒 唐躍

  氦氣是重要的稀有戰(zhàn)略資源,,全球供應緊張,。整個宇宙中氦按質量計占23%,,含量僅次于氫,。但在地球上氦氣含量極為稀少,最主要的來源不是空氣,而是天然氣田,。氦氣在干燥空氣中含量極微,,平均只有百萬分之五。氦氣主要以微量組分存在于天然氣藏中,,當天然氣藏中氦的濃度達到0.05%(或0.1%)以上,,就具有工業(yè)利用價值。

  常溫下,,氦氣是一種極輕的無色、無臭,、無味的單原子惰性氣體,,化學性質不活潑,進行低壓放電時顯深黃色,。一般狀態(tài)下,,很難和其他物質發(fā)生反應,是所有氣體中最難液化的,;液化后溫度降至2.174K時,,具有表面張力很小、導熱性很強,、黏度極低等特殊性質,,利用液態(tài)氦可以得到接近絕對零度的低溫。

  日常生活中,,氦氣廣泛應用在航空航天,、汽車運輸、潛水,、醫(yī)療衛(wèi)生等諸多領域,。氦氣在火箭、宇宙飛船上用作輸送液氫,、液氧等液體推進劑的加壓氣體,。作為低溫冷源(利用液氦的-268.9℃的低沸點,用于超低溫冷卻),,在超導技術等領域有較廣泛的應用,,比如交通行業(yè)的磁懸浮列車、醫(yī)療領域的核磁共振成像設備等都有較大的應用,。氦氣在血液中的溶解度較氮氣低,,因而其麻醉性低于氮氣,所以常將氦氣與氧氣混合,,作為潛水員的呼吸用氣體,。氦氣應用于真空檢驗,如氦質譜檢漏儀等檢驗分析。儀器分析中常用的核磁共振分析儀的超導磁體需要利用液氦降溫,,利用氦氣滲透性好,、不可燃的特點,氣相色譜分析中常把氦氣作為載氣,。

  另外,,氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體。由于氦氣密度遠小于空氣(空氣的密度為1.29kg/立方米,,氦氣的密度為0.1786kg/立方米),,而且化學性質極不活潑,比氫氣安全(氫氣可以在空氣中燃燒,,可能會引起爆炸),。

  我國氦資源稀缺,氦氣供應長期依賴進口,,價格昂貴,,應用受到限制。近年來隨著科學技術發(fā)展,,國內對氦氣的需求量越來越大,,年均增長率高達10%以上,但國內氦氣勘查開發(fā)程度極低,,無法滿足國家需求,。因此,深入研究氦氣成藏條件,、尋找氦氣資源是我國礦產資源調查領域面臨的最為緊迫的任務之一,。

  (作者單位:中國地質調查局油氣資源調查中心)

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