当前位置：首页 » 纽瑞德资讯 » 气体指南 » 低温物理研究中氦气的用途有哪些

低温物理研究中氦气的用途有哪些

文章出处：责任编辑：人气：-发表时间：2014-11-08 09:08:00【大中小】

氦气是一种制冷效果极好的惰性极强的稀有元素，也是唯一一个能在绝对零度时保持液体状态的物质（也可称为超流体）。氦气的同位素有许多种，最常见的是氦3和氦4。氦4是我们平常最常用的氦气同位素，一般来源与某些特殊的天然气井的开采，而氦3则来自于放射性元素衰变的产物。实际上想要人工合成氦3非常困难，但是氦3却是低温物理学中离不开的“氧气”，离开氦3许多低温物理研究将会直接停摆，而许多基于液氦制冷的科学、医疗实验仪器也将停摆。那么低温物理研究中氦气的用途有哪些呢？为何氦3显得如此珍贵？

低温物理研究中氦气的用途

其实低温物理研究中氦气的用途很简单，就是制冷！氦气是已知沸点最低的物质，液态氦是一种与众不同的液体，它在零下269℃就沸腾了，利用这个特性就可以满足许多物理实验中需要的低温条件。实际上低温物理研究中氦气的用途之一就是填充大型中子散放装置。比如在日本东海新建成的日本质子加速器研究园区，这个项目每年需要消耗的氦-3数量超过10万升，而质子加速器研究也离不开液氦。除此之外，美国也是消耗氦3资源的大户，低温物理研究中氦气的用途就有以氦-3填充的中子探测器（利用中子与掺入探测器中的某些原子核作用，包括核反应、核裂变或核反冲，所产生的次级粒子进行测量。这种技术能够帮助美国杜绝放射性核原料自私，如钚和铀等等！而低温物理学家Van Sciver正在对液氦中的颗粒物质行为进行研究。他表示氦冷却到更低的温度，就会变成“超流体”，超流态的氦具有很多的奇异性质，他希望借助液氦最终能够促使一个分离颗粒物质的新的低温技术的产生。其实氦-3在医学成像中也有重要作用。当患者吸入这种气体后，研究人员就可通过核磁共振成像仪对其肺部成像。氦气的用途真的很广泛啊！

低温物理研究中氦气的用途很多时候都需要利用到氦的同位素，那么氦的同位素大家都了解么？看看下面的表格大家大概就清楚了！

符号	Z(p)	N(n)	同位素质量(u)	半衰期	原子核自旋
He2	2	0	2,02946,#	非常不稳定(假想粒子),#	0+,#（推测）
He3	2	1	3,0160293191(26)	稳定	1/2+
He4	2	2	4,002,603,254,15(6)	稳定	0+
He5	2	3	5,01222(5)	700(30)E-24,s,[0,60(2),MeV]	3/2-
He6	2	4	6,0188891(8)	806,7(15),ms	0+
He7	2	5	7,028021(18)	2,9(5)E-21,s,[159(28),keV]	(3/2)-
He8	2	6	8,033922(7)	119,0(15),ms	0+
He9	2	7	9,04395(3)	7(4)E-21,s,[100(60),keV]	1/2(-#)
He10	2	8	10,05240(8)	2,7(18)E-21,s,[0,17(11),MeV]	0+