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自然界中你不知道的氦氣
陸地氦最常由鈾 235、釷和鈾 238 及其不穩(wěn)定的衰變產(chǎn)物衰變形成。氣體慢慢地積聚在地殼中。數(shù)百萬(wàn)年來(lái),一噸花崗巖中含有 10 克釷和 2 克鈾,只產(chǎn)生 0.5 立方厘米(或 0.09 毫克)的元素。只有少數(shù)富含釷和鈾的礦物可以擁有高含量的氦。此外,大部分礦物經(jīng)過(guò)風(fēng)化、重結(jié)晶等過(guò)程,導(dǎo)致氦逸出。釋放的氣泡可以溶解在地下水中或通過(guò)礦物中的裂縫和孔隙逃逸到大氣中。更多 +
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氦氣應(yīng)用(二)
(1)氦在電子工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。在半導(dǎo)體、液晶面板和光纖制造過(guò)程中,氦氣在實(shí)現(xiàn)零部件快速冷卻同時(shí)還能控制熱傳遞速率,改善了生產(chǎn)效率并減少了缺陷。此外,氦氣在硅晶片生產(chǎn)中也用作保護(hù)氣,隔絕空氣,避免單質(zhì)硅和氧氣發(fā)生反應(yīng)。在電子支付領(lǐng)域,氦氖混合制成的氦氖激光器便宜高效且能耗低,廣泛應(yīng)用于條形碼識(shí)別、二維碼支付等。 (2)核磁共振成像領(lǐng)域,已知的超導(dǎo)材料都要在-130℃以下的低溫中才能表現(xiàn)出特性,只有液氦能比較高效的實(shí)現(xiàn)這樣穩(wěn)定的超低溫。核磁共振成像儀的核心也是超導(dǎo)磁體,沒(méi)有液氦就不能更多 +
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氦氣應(yīng)用(三)
氦氣具有許多有用的特性,包括導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。在許多領(lǐng)域,這些屬性是必需的。氣體通常用于航空、火箭、核工業(yè)和電子工業(yè)以及醫(yī)藥。 1915 年,德國(guó)首次使用氦氣,他們開(kāi)始用它填充飛艇。很快,這種輕質(zhì)且不易燃?xì)怏w成為航空交通工具不可或缺的填充物。1930 年代,由于化學(xué)家、冶金學(xué)家和機(jī)械制造商開(kāi)始關(guān)注這種元素,人們對(duì)飛艇建造的興趣減弱,導(dǎo)致氦產(chǎn)量減少,盡管只持續(xù)了很短的時(shí)間。 氦氣非常輕,因此可以在浸入水中或用于航空(氣球、飛艇)時(shí)使用。 這種氣體是無(wú)毒的,可以吸入而不損害健康。正是由于這個(gè)原因更多 +
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氦氣應(yīng)用(一)
(1)火箭、宇宙飛船、液體燃料導(dǎo)彈等在加注燃料之前,必須使用氦清洗增壓液氫罐和管道系統(tǒng)。因?yàn)樵谝簹涞牡蜏丨h(huán)境中,任何其他惰性氣體,如氮?dú)饣驓鍤舛紩?huì)凍結(jié)并與液氫混合堵塞管道和閥門(mén),而氦是唯一液化溫度遠(yuǎn)低于氫的惰性物質(zhì),在這個(gè)應(yīng)用上氦是無(wú)法替代的。 (2)第四代核反應(yīng)堆中,反應(yīng)堆設(shè)計(jì)采用高達(dá)790℃的氣體冷媒溫度,在此溫度下,只有氦(4He)具有必需的化學(xué)穩(wěn)定性、惰性、高傳熱速率、低動(dòng)力學(xué)壓力損失和低中子有效截面。這一方面,氦氣也是是無(wú)法替代的,并且將是未來(lái)氦氣需求增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α? (3)在航空航天金屬更多 +
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氦氣對(duì)于中國(guó)工業(yè)的重要性
氦氣對(duì)中國(guó)這樣的工業(yè)大國(guó)來(lái)說(shuō)異常重要。中國(guó)每年大約需要進(jìn)口價(jià)值2億美元, 總計(jì)4000噸的氦氣,這個(gè)數(shù)量的確不多,甚至還不到中歐之間每天貿(mào)易額的一個(gè) 零頭。但氦氣的作用實(shí)在太大了,中國(guó)每年進(jìn)口的4000噸氦氣里有30%都用在 了醫(yī)療領(lǐng)域,主要就用在磁共振設(shè)備上,因?yàn)橐汉さ臏囟冉咏^對(duì)零度,所以當(dāng) 仁不讓就成了磁共振設(shè)備超導(dǎo)線(xiàn)圈的冷卻劑。 軍工領(lǐng)域,氦氣的重要性就更大了。眾所周知,除了米格25這種不銹鋼怪獸, 鋁合金是空軍各種戰(zhàn)機(jī)的主流材料,但是你在焊接鋁合金的時(shí)候,往更多 +
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氫氣球?氦氣球?到底哪種氣球更安全?
最近,一款會(huì)發(fā)光的氣球在許多城市街頭躥紅!有人喊夜光氣球,有人喊波波球,總之亮閃閃的,夢(mèng)幻得美美噠。許多人也是心甘情愿掏錢(qián)包啊! 這種發(fā)光氣球在網(wǎng)上銷(xiāo)售也很火爆,很多店鋪都已經(jīng)售出上萬(wàn)件。價(jià)格非常便宜,普通款包括波波球、LED燈帶、3節(jié)電池在內(nèi),便宜的也就5到8元。 至于氣球中充的是什么氣體,商販們說(shuō)法不一,有的說(shuō)是氫氣,有的說(shuō)是氦氣。而記者在網(wǎng)上查了下,一罐13升的氦氣要72元,可以充15-17個(gè)氣球,平均每個(gè)氣球大約要花費(fèi)5元。而如果用氫氣灌裝,平均每個(gè)氣球的成本只要幾毛。更多 +
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我們有沒(méi)有可能遭遇氦氣慌呢?
我們有沒(méi)有可能遭遇氦氣慌呢? 答案是有可能。首先,和氫氣、氧氣不同,人類(lèi)至今都沒(méi)有掌握經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)氦氣的技術(shù),當(dāng)今市場(chǎng)上的氦氣絕大多數(shù)都是從天然氣中提取的,尤其是那些和石礦伴生的天然氣,在放射性物質(zhì)衰變的作用下,這種特殊天然氣田里的氦氣含量可以高達(dá)7%,而正常情況下,空氣中的氦氣含量只有百萬(wàn)分之五。全球目前已經(jīng)探明的氦氣儲(chǔ)量大約有519億立方米,感覺(jué)好像還挺多的,但是隨便一個(gè)天然氣田的儲(chǔ)量往往就能夠突破千億立方米,也就是說(shuō),全球的氦氣儲(chǔ)量可能還不及隨便一個(gè)天然氣田的儲(chǔ)量大,氦氣的珍貴可見(jiàn)一斑。更多 +
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一路上漲的氣體—氦氣
美國(guó)政府近年來(lái)對(duì)中國(guó)發(fā)起的“貿(mào)易戰(zhàn)”余波未息,也導(dǎo)致我們?cè)趪?guó)際市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)氦氣的難度與日俱增。 氦氣生產(chǎn)領(lǐng)域美國(guó)一家獨(dú)大,它掌握全球43.6%的產(chǎn)量,又有??松梨诘瓤鐕?guó)公司與法國(guó)液空、德國(guó)林德等以協(xié)議形式支配全球市場(chǎng), 甚至可以影響卡塔爾、阿爾及利亞等國(guó)的生產(chǎn)銷(xiāo)售。 2020年以來(lái),中國(guó)試圖從國(guó)際市場(chǎng)上獲得氦氣正變得越來(lái)越困難,原因有以下幾點(diǎn): 1、2020年爆發(fā)的全球新冠疫情,讓氦氣生產(chǎn)和運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)受到極大影響。 2、更多 +
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吸入氦氣變聲的奧秘
氦氣在空氣中含量極為微小,是稀有氣體之一。由于化學(xué)性質(zhì)極不活潑,吸入氦氣對(duì)身體并沒(méi)有什么傷害。常見(jiàn)的變聲整蠱道具是氦氣和氧氣的混合氣體(氧氣含量20%),之所以要在其中摻雜氧氣,主要是為了避免出現(xiàn)窒息危險(xiǎn)。 那么,人類(lèi)吸入氦氣后為什么會(huì)變聲呢?這還要從人類(lèi)發(fā)聲的原理說(shuō)起。人類(lèi)的口腔和喉嚨、包括下方的氣管相互連接,形成內(nèi)部充滿(mǎn)空氣的管狀結(jié)構(gòu),其中包含發(fā)聲器官——聲帶。在物理學(xué)上,這種內(nèi)部含有氣體的管可以抽象成氣柱模型。 人類(lèi)發(fā)聲時(shí),肺部氣體通過(guò)氣道,并在聲帶處發(fā)生共振,更多 +
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氖氣潛水呼吸氣—“深水中的氧氣”
除氦氣外,氖氣也可以用于配制深水作業(yè)用的呼吸混合氣。這樣看來(lái)氖氣潛水呼吸氣就是“深水中的氧氣”。 通常,在潛水員處于深水高壓環(huán)境作業(yè)時(shí),若采用普通壓縮空氣供氧,不但呼吸阻力高,而且壓縮空氣中的氮會(huì)部分溶解在血液中,當(dāng)水深在40m以下時(shí),會(huì)產(chǎn)生顯著的麻醉作用,在80m左右,生理機(jī)能基本喪失,人體衰竭。 由于輕氦族氣體(如氦氣、氖氣)對(duì)人體的麻醉能力很小或完全沒(méi)有麻醉能力,可以用它們來(lái)代替氮配制潛水員深海作更多 +
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