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为什么氦成为战略资源?

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2022-08-02 11:27:00【

 说到氦,你可能不是新来的。在生活中,它经常被用来制造氦气球。如果你认为氦气是一种廉价的普通气体,那你就错了。事实上,全球氦资源目前已经枯竭。由于其工业价值高,在地球上很低,甚至被称为气态金。

碳是元素周期表中的第二个元素。它的分子量很低,气体密度比空气低得多。因此,在日常生活中,它被用来制造氦气球。但现在,即使是氦气球的生产也很困难,因为氦的缺乏。事实上,用氦制造氦气球是一种巨大的浪费。

氦实际上在工业中起着极其重要的作用。由于其比热和导热系数高,可作为良好的冷却介质。同时,氦是所有元素中沸点最低的元素,在大气压下,即-268.85°C,只有4.3 K,非常接近绝对零。它在低温超导电性领域起着非常重要的作用。

氦气是一种惰性气体,用于航空航天领域的液氢运载火箭。管道的安全更换和加压无法承受此类操作。我国长征系列运载火箭采用冷氦增压技术。因此,氦是国防、军工和高新技术产业发展不可缺少的稀有战略物资。

虽然氦是稀有的,但实际上它在宇宙中极其丰富,仅次于氢,氢占宇宙的23%。然而,地球上的氦含量很低,空气中的氦只占空气的百万分之五,没有工业开采价值。从富含氦的天然气中提取氦是获得氦的唯一途径。地球上使用的氦主要是由矿物中的一种嵌入的放射性元素α衰变产生的,主要存在于209质量以上的重原子核中。例如铀238、镭226等,我们通常都知道。

不同元素的衰变速率不同。就铀238而言,其半衰期可达44亿年,而地球目前的寿命约为46亿年。这就是为什么氦仍然可以在地球上不断地被挖掘出来。这些放射性矿物产生的氦将进入我们开采的地下气体中。然而,地球本身并不富含放射性元素,因此氦的生产自然受到限制。同时,来自地球的氦仍然逃逸到太空中。由于氦的密度很低,大气中的氦会漂浮在大气表面。气体分子的运动速度服从麦克斯韦分布。当这些分子以高于宇宙第二速度的速度移动时,它们可能会逃离地球。

当氦逸出时,它在地球上会减少。面对氦的日益减少,氦已成为一种非常重要的战略资源。中国严重依赖进口氦气。20世纪70年代,西方国家将氦列为禁止中国使用的材料之一,美国在对中国的出口合同中规定氦必须用于非军事领域。目前,美国是世界上最大的氦气生产商和供应商。随着电子技术的发展,对氦的需求也将增加。面对氦资源的枯竭,未来人类可能能够从富含氦的气体恒星中提取氦。毕竟,宇宙中的氦占宇宙质量的23%。