氦氣的神秘起源與應(yīng)用

氦是一種化學(xué)元素，是一種無色、無臭、無味的氣體。這是太陽在日食期間發(fā)出的光譜（將

光分裂成不同顏色的光）中首次注意到的。1868 年，法國(guó)天文學(xué)家皮埃爾·朱爾斯·詹森和他

的英國(guó)同事約瑟夫·諾曼·洛克耶（Joseph Norman Lockyer）在科學(xué)界之前，能夠觀察到一條

新的淺黃色線是未知的。事實(shí)證明，這是一種以前未知元素的顯示方式，后來被稱為氦。就

宇宙的分布而言，氦在氫之后排名第二，但在我們的星球上，這種氣體并不多。直到 1895年，

蘇格蘭化學(xué)家威廉拉姆齊從礦物硅藻土中分離出氦。

“存款”分類

今天，這種罕見的元素是從天然氣中提取的。奧倫堡天然氣加工廠正在俄羅斯這樣做。天然

氣中發(fā)現(xiàn)的沉積物只含有天然氣 0.055% 氦的來源被歸類為“貧窮”。“富”礦床可稱為所需物質(zhì)

的百分比不低于所需物質(zhì)的百分比 0.5% 礦床。如果氦氣在氣體中的份額為0.1-0.5%，那么這

樣的場(chǎng)就叫“普通”場(chǎng)。

氦在自然界中

鈾是最常見的陸地氦 235、釷和鈾 238 以及其不穩(wěn)定的衰變產(chǎn)物的衰變。氣體在地殼中慢慢積

聚。幾百萬年來，一噸花崗巖中含有一噸花崗巖 10 克釷和 2 只產(chǎn)生了克鈾 0.5 立方厘米(或

 0.09 毫克)元素。只有少數(shù)富含枇杷和鈾的礦物能含有高含量的氦。此外，大多數(shù)礦物通過風(fēng)

化、重結(jié)晶和其他過程，導(dǎo)致氦逸出。釋放的氣泡可以溶解在地下水中，也可以通過礦物中的

裂縫和孔隙逃到大氣中。

氦氣生產(chǎn)

我們的星球上有多達(dá) 410 氦氣1億立方米。大量礦床分布在中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、阿爾及利亞。

世界人類每年生產(chǎn)約1.75億立方米的氦氣，其中俄羅斯生產(chǎn)的氦氣不超過500萬立方米。這是

因?yàn)檫@種天然氣最豐富的礦床位于西伯利亞和遠(yuǎn)東，西伯利亞尚未建立。

氦是如何從天然氣中產(chǎn)生的

氦從天然氣中提取包括兩個(gè)階段。氦濃縮物作為低溫冷凝的結(jié)果，可以獲得，其中已經(jīng)存在了

氦濃縮物。 80% 所需物質(zhì)。接下來，您需要去除濃縮物中產(chǎn)生的雜質(zhì)（方法取決于元素）：

氫、氬、氖、氮、甲烷。

氦氣的應(yīng)用

氦有許多有用的特性，包括導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。這些屬性在許多領(lǐng)域都是必要的。氣體通常用于

航空、火箭、核工業(yè)、電子工業(yè)和制藥。

1915 2000年，德國(guó)第一次使用氦氣，他們開始用它來填充飛艇。很快，這種輕質(zhì)和不可燃的

氣體就成了航空運(yùn)輸不可缺少的填充物。1930年 20世紀(jì)90年代，由于化學(xué)家、冶金學(xué)家和機(jī)

械制造商開始關(guān)注這一元素，人們對(duì)飛艇建設(shè)的興趣減弱，導(dǎo)致氦產(chǎn)量減少，盡管只持續(xù)了很

短的時(shí)間。

氦很輕，所以可以用于浸入水中或用于航空(氣球、飛艇)。

這種氣體是無毒的，可以在不損害健康的情況下吸入。正因?yàn)槿绱?，各種呼吸混合物通常都是

由它制成的。

這些組合物可用于沉箱工程或水肺潛水。這種氣體的范圍與水和血液中的低反應(yīng)性和溶解度有

關(guān)。

最近，氦經(jīng)常用于核工業(yè)：這種物質(zhì)是核反應(yīng)堆的良好冷卻劑。氣體也在冶金中找到了自己的

位置：氦可以用來保護(hù)焊接金屬時(shí)的環(huán)境。

氦使得超低溫成為可能，在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中充當(dāng)冷卻劑。用于制造。 MRI 機(jī)器、阿波羅火箭

和衛(wèi)星設(shè)備。它被用作生產(chǎn)光纖和半導(dǎo)體的惰性氣體。氦激光器用于超市收銀臺(tái)掃描條形碼。

由于其密度低，氣體被用作氣球的填充物，用于裝飾和研究目的。例如，在氣象學(xué)中，氦氣球

被用來將測(cè)量?jī)x器提高到所需的高度。

我們有足夠的氦氣嗎？

俄羅斯天然氣工業(yè)有限公司 VNIIGAZ 預(yù)測(cè)，到 2030 年，整個(gè)行業(yè)將需要預(yù)約 238-3.12 1億立

方米，遠(yuǎn)高于預(yù)期產(chǎn)量(213-2.38 億立方米)。自然會(huì)出現(xiàn)短缺，這只能通過提高世界各地的氦

產(chǎn)量來避免。俄羅斯聯(lián)邦政府已經(jīng)采取了必要的措施，在恰亞丁、科維廷斯基和西伯利亞其他

地區(qū)為如此重要的資源建立生產(chǎn)中心。