您的位置:商铺首页 >> 行业资讯 >> 详情

地球上He要用完了,怎么办

时间:2023-07-08 14:41

  现代社会不可或缺的He

  He价格水涨船高的原因不仅是储量渐少,还因为人们发现了He除了充气球之外更多不可替代的功能。超导磁体是指在低温条件下原子核的运动停止、电阻几乎消失的一类金属线圈。超导磁体能高效地传输电能且几乎不产生热量,是磁悬浮列车、核磁共振成像仪和高能粒子对撞机等高新设备必不可少的零件。但是,能制成超导磁铁的金属都必须在超低温的环境中才能达到超导状态,比如常被制成超导体的铌钛合金就要求周边环境温度为-268.8℃,只有液He能实现这样的低温。各类高新设备的超导磁体消耗了地球上的大部分He,比如长达27千米的欧洲强子对撞机就用了大约130吨液He将其中的超导磁体冷却到-271.3℃,这130吨液He就占到全球He产量的1%,更别提世界各地的磁悬浮列车和医院中的核磁共振成像仪用到的液He了。He还经常作为保护气体被填充到原子反应堆和加速器、激光器等设备中,隔绝氧气以保护金属不被氧化,工业上在冶炼和焊接金属时也常用He隔绝氧气。因为He扩散性能极强,极微量的逸散也很容易被检出,所以还可填充到密封的机器设备中,比如宇宙飞船和火箭等,用于检测它们的密封性能。

  开源节流保He

  一方面是日益减少的He库存,另一方面是逐渐扩大的He用量。供不应求的情况下,He的涨价是不可避免的事。可即使如此,按照目前的使用量来说,地球上的He库存大约也只够用20年了。面对这种情况,科研人员纷纷开动着脑筋。最直接的办法就是节流,现在医院里常用的核磁共振仪基本安装着密闭性良好、减少蒸发量的液He装置,大大减少了液He的需求量。既然超导磁体是He使用的大头,那么有没有办法能减少这一领域He的使用量呢?更多的科学家尝试用其他的制冷方式来代替液He制冷,用无液He的制冷机来达到超导磁体的工作温度。当然,开源才是保证He源源不绝的根本方法。地球大气中含有约0.0005%的He,尽管很少,但在He供不应求时,人们还是会利用气体的沸点不同的原理,将He从大气中分离出来。就在这样苦巴巴的日子中,人们竟然在月球中发现了大量的He。原来,因为月球自身没有磁场,太阳辐射出来的He粒子能在月壤内“安营扎寨”。相比之下,辐射到地球上的He粒子在地球磁场的作用下,沿着地球磁力线慢慢扩散,最终通过大气层泄漏到外太空了。科学家计算发现,将月壤加热到80℃,大约2亿吨的月壤中能提取出1吨的He元素,而等量的地球土壤仅能生产10千克He。

  曾经我们开心地玩着He球的日子里,应该没人能想到不过十几年,我们就要面对无He可用的困境吧?除了He之外,又有多少资源危机即将来临呢?珍惜资源不止是一句口号,而是保障我们未来幸福生活的最优选择。