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稀缺且昂貴 | 氦氣一種不可忽略的稀有氣體資源

發(fā)布時(shí)間：

2023-10-12

氦的來歷可以追溯到大約138億年前的宇宙大爆炸。在這個(gè)時(shí)候，宇宙中只有兩種元素，即氫和少量的氦。

這些元素在宇宙空間中被引力聚集在一起形成恒星和星系。當(dāng)恒星在它們的核心中燃燒氫時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高溫和高壓的環(huán)境，這使得氫原子融合成氦原子。在恒星死亡并經(jīng)歷爆炸時(shí)，它們會(huì)釋放出大量的氦和其他元素到宇宙空間中。

放眼整個(gè)宇宙，按質(zhì)量計(jì)，“氦”能夠占足足23%，但是在地球大氣層中，氦的濃度十分低，只有體積比百萬分之5.2（5.2ppmv）。這是因?yàn)楹さ脑恿勘容^小，它的分子速度比大氣層中其他氣體的速度要快，這使得它容易從地球大氣層中逸出。

另外，氦氣也是一種非常穩(wěn)定的氣體，它不易被地球大氣層中的其他氣體化學(xué)反應(yīng)所吸附或轉(zhuǎn)化，這也導(dǎo)致它不會(huì)在大氣層中積聚。相比之下，氫元素雖然更輕，但它可以形成化合物，比如與氧結(jié)合形成水，與碳結(jié)合形成各種碳?xì)浠衔?，所以地球上的氫元素含量較高。

氦有8種同位素，其中只有兩種是穩(wěn)定的，分別是氦-3和氦-4。地球大氣中氦氣的主要組成是氦-4，它占氦氣的99.99986％左右，氦-3在地球上很少，僅占約0.00014％，而且少量的氦-3還是核武器試驗(yàn)產(chǎn)生。作為宇宙中最早形成的元素之一，地球上氦-3的主要成因是宇宙大爆炸和恒星內(nèi)部的核聚變反應(yīng)產(chǎn)生。

另一種是放射性成因的氦-4，是由地球內(nèi)部放射性元素（例如釷鈾）衰變時(shí)釋放出來的α粒子，氦-4主要存在于地殼，特別是沉積盆地中，可以通過斷裂或地質(zhì)流體釋放到地表。

氦氣價(jià)格為什么貴呢？

氦氣作為稀有氣體應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但是地球上的氦氣資源又及其有限。

氦氣廣泛應(yīng)用于軍工、科研、石化、制冷、醫(yī)療、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。最被大家熟知的就是氦氣充氣球和氦氣船載人。氦氣在各行各業(yè)的需求如此廣泛，自然價(jià)格就不會(huì)太低。

氦氣需求如此之大，地球上的氦氣資源卻很有限，我國氦氣資源匱乏，可想而知氦氣的價(jià)格不會(huì)太低。

另外，氦氣資源的獲取及回收利用難度也較大。作為充氣球用的氦氣是無法回收的，一旦使用就意味著氦氣資源的流失。

氦是一種極為重要的元素，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域。那么，我們?nèi)绾潍@取這種珍貴的氣體呢？

目前，主要有四種方法可以獲取氦。

首先是天然氣分離法。這種方法利用含有氦的天然氣為原料，通過液化分餾和活性炭吸附提純等步驟，最終得到純氦；

第二種是合成氨法。在合成氨的工業(yè)生產(chǎn)過程中，尾氣中含有氦，可以通過分離提純的方式得到氦氣；

第三種方法是空氣分餾法。這種方法是從液態(tài)空氣中通過分餾法從氖氦混合氣中提取氦氣；

最后，還有一種鈾礦石法。該方法是將含氦的鈾礦石經(jīng)過焙燒，分離出氣體，再經(jīng)過化學(xué)方法除去雜質(zhì)，最終得到純氦。

這些方法雖然各不相同，但都可以有效地獲取氦氣。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我們相信會(huì)有更多更高效的方法來獲取氦氣，從而更好地滿足的各種需求。

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