1895年英國化學家威廉.拉姆塞（William Ramsay）從(cong) 一種含鈾礦物中分離到氦的時候，讓人們(men) 認識到地球上也有氦的分布。而且氦是一種惰性氣體(ti) ，幾乎不能和其他任何元素化合，而且極難液化。
由於(yu) 氦氣在飛船發射、導彈武器工業(ye) 、低溫超導研究、半導體(ti) 生產(chan) 等方麵具有重要用途，中國近年來對氦氣的需求量越來越大。但是受製於(yu) 氦氣資源匱乏、提取氦氣的成本較高，中國在需求上一直依賴進口。
由於(yu) 美國將氦資源列為(wei) 戰略儲(chu) 備資源而限製粗氦產(chan) 量，美國國內(nei) 液氦設備大規模停產(chan) ，這不僅(jin) 導致了美國自身在日本長島軍(jun) 事基地的需氦設備被迫關(guan) 閉，而且累及到中國的液氦進口，液氦的價(jia) 格更是一路飆升。分析人士稱中國加強對稀土出口的監管後，美國就曾一度威脅以中斷供應氦要挾。
更嚴(yan) 重的是，液氦的最大消費群體(ti) 還不在科研機構，而是在醫院的核磁共振設備。醫院的核磁共振成像儀(yi) 的核心大都是超導磁體(ti) ，隻有在液氦的低溫下才能穩定運行從(cong) 而產(chan) 生穩定的磁場，這樣才能保證高分辨率的成像。越是精密的低溫超導成像設備往往消耗的液氦越多，核磁共振成像儀(yi) 的諸多優(you) 點讓其成為(wei) 醫院不可或缺的診斷工具，然而由於(yu) “伴侶(lv) 商品#p#分頁標題#e#”液氦的短缺，一些醫院不得不讓它們(men) 停止運行。
汽車加了汽油馬上就可以重新上路，但醫院的核磁共振成像設備一旦停下來，再啟動就不是件很容易的事。首先要注入幾十升的液氦預冷設備，而且很有可能需要重新勻場，超導磁體(ti) 退磁後重新充磁也要10到15天。等到設備完全正常差不多要等一個(ge) 月。而且對於(yu) 儀(yi) 器來說，超導磁體(ti) 的反複退磁對儀(yi) 器本身是有損害的。隨著醫療體(ti) 係的逐步完善，醫院核磁共振成像設備也越來越多。
中國四川自貢倒是有一些氦氣含量相對較高的天然氣，從(cong) 中提取出的氦基本就用於(yu) 潛艇。在水下的高壓環境下，空氣中的氮氣會(hui) 溶解在潛水員的血液中，在潛水員上浮的過程中隨著壓力的變小，血液中的氮氣便會(hui) 逸出，形成氣泡阻塞血管，而用到極難溶於(yu) 水的氦氣與(yu) 氧氣混合形成的人造空氣，由於(yu) 氦氣本身的化學惰性，可以讓潛水員較為(wei) 舒適地在水麵和水下之間往返。
同時由於(yu) 氦氣是惰性氣體(ti) ，不易與(yu) 別的化學物質發生反應，它常常被用作電焊和單晶矽生產(chan) 中的保護氣，避免金屬或者矽被空氣中的氧氣所氧化形成討厭的氧化物。像美國這樣的氦資源富有國家，據統計在其2000年消耗的所有氦氣中，18%用在了焊接上，而16%用作工業(ye) 的保護氣。
此外，氦氣還被用於(yu) 飛艇的載氣，在火箭發射中也離不開它的身影。
未來氦氣進口的情況依然不容樂(le) 觀。一旦美國收緊液氦的出口，中國現有的許多使用氦氣和液氦的科研項目和醫療項目將受到影響。
三種途徑解除氦危機
#p#分頁標題#e#
對於(yu) 美國這樣的“富氦”國家，在相當長的一段時期內(nei) 似乎不需要考慮“氦資源危機”的問題，但事實上不管是科研工作者還是醫療工作者都在考慮如何麵對這一危機。
最直接的辦法就是節流。現在醫院的核磁共振儀(yi) 很多自身帶有密閉性很好、防止蒸發的液氦裝置，大大減少了液氦的需求量，先前的一些耗費液氦量大的儀(yi) 器已經逐漸被淘汰。
更多的科學家嚐試用其他的製冷方式來代替液氦製冷。用無液氦的製冷機來達到超導磁體(ti) 的工作溫度。相對於(yu) 液氦製冷，製冷機的氦需求量很低（用作製冷機的製冷氣體(ti) ），製冷機主要通過冷橋與(yu) 磁體(ti) 相連，采用的是熱傳(chuan) 導的製冷方式，而液氦主要是將磁體(ti) 浸泡其中，對流製冷起很大作用。
然而這種方法目前還沒有真正用於(yu) 醫用核磁共振儀(yi) 。有專(zhuan) 家表示，液氦製冷的優(you) 勢現在比較明顯:製冷效果穩定，對於(yu) 成像要求條件苛刻的醫用設備，這點很重要。製冷機的穩定性不如液氦，容易受到擾動影響，這對精確成像是不利的。但他也表示，隨著技術的進一步發展、成熟，製冷機代替液氦製冷也並非不可能。
發展高溫超導材料也是另一個(ge) 可能的途徑。尋找優(you) 質的高溫超導材料，讓超導磁體(ti) 能夠在液氮甚至更高的溫度下穩定工作，是核磁共振成像儀(yi) 擺脫液氦的又一希望所在。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
