氦气的神秘起源与应用
氦是一种化学元素,是一种无色、无臭、无味的气体。这是太阳在日食期间发出的光谱(将
光分裂成不同颜色的光)中首次注意到的。1868 年,法国天文学家皮埃尔·朱尔斯·詹森和他
的英国同事约瑟夫·诺曼·洛克耶(joseph norman lockyer)在科学界之前,能够观察到一条
新的浅黄色线是未知的。事实证明,这是一种以前未知元素的显示方式,后来被称为氦。就
宇宙的分布而言,氦在氢之后排名第二,但在我们的星球上,这种气体并不多。直到 1895年,
苏格兰化学家威廉拉姆齐从矿物硅藻土中分离出氦。
“存款”分类
今天,这种罕见的元素是从天然气中提取的。奥伦堡天然气加工厂正在俄罗斯这样做。天然
气中发现的沉积物只含有天然气 0.055% 氦的来源被归类为“贫穷”。“富”矿床可称为所需物质
的百分比不低于所需物质的百分比 0.5% 矿床。如果氦气在气体中的份额为0.1-0.5%,那么这
样的场就叫“普通”场。
氦在自然界中
铀是最常见的陆地氦 235、钍和铀 238 以及其不稳定的衰变产物的衰变。气体在地壳中慢慢积
聚。几百万年来,一吨花岗岩中含有一吨花岗岩 10 克钍和 2 只产生了克铀 0.5 立方厘米(或
0.09 毫克)元素。只有少数富含枇杷和铀的矿物能含有高含量的氦。此外,大多数矿物通过风
化、重结晶和其他过程,导致氦逸出。释放的气泡可以溶解在地下水中,也可以通过矿物中的
裂缝和孔隙逃到大气中。
氦气生产
我们的星球上有多达 410 氦气1亿立方米。大量矿床分布在中国、美国、俄罗斯、阿尔及利亚。
世界人类每年生产约1.75亿立方米的氦气,其中俄罗斯生产的氦气不超过500万立方米。这是
因为这种天然气最丰富的矿床位于西伯利亚和远东,西伯利亚尚未建立。
氦是如何从天然气中产生的
氦从天然气中提取包括两个阶段。氦浓缩物作为低温冷凝的结果,可以获得,其中已经存在了
氦浓缩物。 80% 所需物质。接下来,您需要去除浓缩物中产生的杂质(方法取决于元素):
氢、氩、氖、氮、甲烷。
氦气的应用
氦有许多有用的特性,包括导电性和导热性。这些属性在许多领域都是必要的。气体通常用于
航空、火箭、核工业、电子工业和制药。
1915 2000年,德国第一次使用氦气,他们开始用它来填充飞艇。很快,这种轻质和不可燃的
气体就成了航空运输不可缺少的填充物。1930年 20世纪90年代,由于化学家、冶金学家和机
械制造商开始关注这一元素,人们对飞艇建设的兴趣减弱,导致氦产量减少,尽管只持续了很
短的时间。
氦很轻,所以可以用于浸入水中或用于航空(气球、飞艇)。
这种气体是无毒的,可以在不损害健康的情况下吸入。正因为如此,各种呼吸混合物通常都是
由它制成的。
这些组合物可用于沉箱工程或水肺潜水。这种气体的范围与水和血液中的低反应性和溶解度有
关。
最近,氦经常用于核工业:这种物质是核反应堆的良好冷却剂。气体也在冶金中找到了自己的
位置:氦可以用来保护焊接金属时的环境。
氦使得超低温成为可能,在大型强子对撞机中充当冷却剂。用于制造。 mri 机器、阿波罗火箭
和卫星设备。它被用作生产光纤和半导体的惰性气体。氦激光器用于超市收银台扫描条形码。
由于其密度低,气体被用作气球的填充物,用于装饰和研究目的。例如,在气象学中,氦气球
被用来将测量仪器提高到所需的高度。
我们有足够的氦气吗?
俄罗斯天然气工业有限公司 vniigaz 预测,到 2030 年,整个行业将需要预约 238-3.12 1亿立
方米,远高于预期产量(213-2.38 亿立方米)。自然会出现短缺,这只能通过提高世界各地的氦
产量来避免。俄罗斯联邦政府已经采取了必要的措施,在恰亚丁、科维廷斯基和西伯利亚其他
地区为如此重要的资源建立生产中心。