我们在生活中常见的氦气就是那种很大并且能漂浮的氦气球,它经常被用在活跃气氛上,那么氦气究竟是什么呢,氦气被称为元素周期表中的第二元素,它是一种惰性气体,而实际上氦是整个宇宙中第二丰富的元素,仅次于氢,然而在地球上,它实际上在过去几十年中根本不常见,对这种元素需求的飙升,使人们对该气体的日益短缺以及其未来如何使用感到担忧,虽然派对气球的减少肯定令人扫兴,但它也意味着非常重要的行业所需的资源面临缺乏,这些行业迫切需要氦气才能生存下去,那么我们来看看氦气到底是如何被发现的,甚至在日常生活中被使用的。
其实除了普通派对气球,氦气其实是有更大意义的,时间可以一直追溯到1800年末,当时两位瑞典化学家发现了一些微量的元素,但直到1900年初,大量的氦气储备才被首次发现,作为美国境内天然气田的一部分,在发现并确定氦气实际上比空气轻后,美国海军赞助了几个实验,并最终发展成为世界上第一个充满氦气的飞艇,此后不久,美国政府认识到这些元素的战略价值,于是决定在德克萨斯州阿马里洛建立所谓的国家氦气储备,它之所以出现在这个地方,主要是由于附近有许多天然气田,而且氦气通常是天然气提炼的副产品,这使得它很容易储存在那里,随着二十世纪的发展,氦气成为军用飞艇和太空探索的关键,当时美国政府规定,所有私人氦气生产商必须将他们的储存物卖给储备库,以便在地球表面以下约3000英尺处安全储存。
这些存储库建在多孔的岩石中,并且这里能够容纳超过10亿立方米的气体,以防止任何气体逃回地表,事实上美国对氦气的储备就是如此之大,基本上可以填满相当于40万个奥林匹克大小的游泳池,虽然这一切听起来很极端,但它阻止了当时的稀缺资源的出口,美国对它有基本的垄断,防止其他国家将氦气用于自己的飞艇或军事用途,这就是为什么像兴登堡号这样的德国飞艇最终使用了氢气,而且最终也没有得到太好的结果,但除了军事用途之外,随着20世纪的发展,氦气开始发挥更大的作用,当然,如今气球也许是最知名的元素用途,还有更重要的用途但大多不为人知,例如在医疗领域,氦气被用来冷却磁共振成像仪或MRI中使用的超强磁铁,据了解,氦气是地球上最冷的物质之一。
当氦气处于液态时,它能很好地冷却机器中的超强磁铁,此外,氦气还经常用于日常技术领域,以及手机、电视、电脑、平板电脑所依赖的半导体芯片,在生产过程的几个不同阶段,这些只是依赖氦气的许多行业中的几个例子而已,问题是,所有这些行业在世界各地都在增长,随着它们的增长,对氦气的需求也在增长,再加上过去几十年行业的重大变化,所以人们对氦气供应量的担忧也在增长,这一切真正开始于19世纪90年代,当时美国政府决定它们不需要那么多的氦气,可能他们觉得飞艇和航天器对国家安全不太重要,因此开始缩减供应。,就在那时,比尔-克林顿签署了氦气私有化法案,授权美国政府将其氦气供应出售给私营企业,结合这一事实,世界上大部分可用的氦气是作为天然气开采的副产品获得的,而随着更新和更多的可再生选择的出现,世界各国正试图进一步地摆脱氦气,但这其中有一个问题,那就是在短期内将会出现重大的氦气供应问题。
氦气的生产是至关重要的,因为它与许多行业都息息相关,如今有三个国家拥有大部分的氦气储存,包括美国的39亿立方米,阿尔及利亚的18亿立方米和俄罗斯的17亿立方米,还有其他国家,如波兰、澳大利亚、加拿大、卡塔尔和中国也持有氦气,但数量要少得多,如今人们已经在全球范围内每年使用近2亿立方米的氦气,预计在未来十年将继续逐年增长,而随着需求继续超过供应,氦气的储备量并不会永远维持目前的水平,如果生产完全停止,它只能满足我们未来37年左右的需求,这就是为什么我们必须继续以稳定的速度生产氦气的原因,同样重要的是要注意,地球上剩下的氦气来源可能也只有这么多,因为生产氦气的花岗岩类型的岩石本来就不多,而大型天然气田有时富含氦气,但目前人们也没有发现任何新的大型天然气田,科学家估计有51. 9亿立方米的氦气尚未被捕获,包括已知的美国、阿尔及利亚、卡塔尔、俄罗斯、中国,和加拿大的大型矿藏,假设所有这些氦气都能被捕获,可能会供人类使用持续几百年。
但除此之外,我们可能最终不得不在我们的地球家园之外的其他地方寻找,例如一些国家正在寻找月球上的氦气,特别是氦三,它可以用来创建核聚变工厂,甚至完全没有放射性的,并且许多大型气体巨行星,如木星等,都被证实含有氦和氦三,也可以被捕获,所以一旦地球上有限的氦供应耗尽,人类迟早会被迫将我们的触角伸向这些其他天体,以获得更多的氦,继续为我们的工业提供燃料,填充我们的气球,因为对氦气的渴望可能最终会成为未来太空探索的催化剂之一。
但无论如何,我们知道我们在地球上的氦气供应不会在短期内永远持续下去,而全世界对该元素的需求又至关重要,所以这将会与全球稳定和自由贸易联系在一起,人们应确保任何需要这种资源的人,在未来许多年都能得到它,但在未来,如果我们继续使用这种重要的资源,我们可能不得不变得更有创造力,并将目光投向地球之外。