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美氦储量超40%,中国98%需入口美想卡脖子,今德专家:已不大概

科技 2024-11-25 18:22 277人浏览 0人回复
摘要

导读:氦气?看到这两个字,很多人首先会想到,给气球充气的气体。对,就是这种气体。标题来了,这种能用来给气球充气的气体,很贵吗?怎么还必要入口?是的!中国是一个贫氦国,根本上氦气的用量都是必要入口的。而

导读:

氦气?看到这两个字,很多人首先会想到,给气球充气的气体。

对,就是这种气体。

标题来了,这种能用来给气球充气的气体,很贵吗?怎么还必要入口?是的!中国是一个贫氦国,根本上氦气的用量都是必要入口的。

而主要的入口对象就是美国,因为美国氦气的储量占据全天下的40%以上,这个数据还是美国大规模开采60年的数据


美氦储量超40%,中国98%需入口美想卡脖子,今德专家:已不大概

假如再加上美国通过间接办段控制的其他产氦气地域和国家,那么对于全球氦气供应,还真就是被美国所把持的。

说到这里,会出现一个疑问,氦气不就是充气球的吗?把持就把持了呗,有什么畏惧的?

氦气可关系着一个国家的安全,尤其是在高新技能范畴中,目前来看有着不可替代的作用。

不仅如此氦气涉及的范畴非常的广泛,以是它属于一种稀缺的战略资源。

好比国防、航天、医疗、半导体、科研、超导实验、石化、制冷、广岛检漏、金属制造、光电子产品生产、高精度焊接、深海潜水等等。


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氦气所涉及的范畴绝不夸张的说,说一天也一夜都说不完。

很多范畴说出来是使用氦气工作的,想都不会想到。

好比光纤拉出来的丝,就是使用大量的氦气举行冷却的。

因为光纤的拉丝炉的工作温度就高达两千度,而拉出来的光纤丝线不快速的举行涂覆树脂是不可的。


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但这种带有余热的光纤一旦涂覆树脂,会造成树脂的粘稠度低落,厚度不均匀,引起丝线的直接颠簸。

以是在涂覆树脂之前,就必要使用大量的氦气举行冷却,才能涂覆。

像这样意想不到的行业使用氦气的情况,还有很多。

(注:如今的氦气本钱已经是过去的三倍了!)

以是美国一旦对氦气举行管制的话,对于中国来说各行各业都会受到影响。

那么面临这种局面,固然不能坐着看,只能想着破局之法。

怎样破局呢?


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有两个方法。

其一,研发新的氦气提取技能。

中国虽然是贫氦国,但也有储量,只是不高而已,占全球2%。

再加上中国的氦气提取技能不是很高,以是中国的氦气就必要大规模的入口。

那么面临这个标题,就有相识决的思路。

既然氦气的储量变不了,以是研发新的氦气提取技能就成为了一条途径。

要知道美国控制其他产氦气的地域和国家,其中的一个手段就是氦气的提取技能。

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以是中国在2020年的时间,就开始了建立了首家商业规模生产氦气的工厂,项目的技能支持是中国科学院

目前这座工厂已经可以将氦气提取出来了,这也代表着中国对于氦气提取技能的一大进步。

随之而来的就是,中国的产能有了大的扩张。

其二,在各行各业中探求可以取代氦气的其他质料。

好比说超低温范畴,目前中国科学院的一个研发团队,已经找到了一种叫做钴基三角晶格量子磁性材料。


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这个材料最大的特点就是,可以倒霉用一点氦气,就可以实现超低温。

成果在本年的年初就已经发表了。

固然目前想要摆脱中国氦气险些入口的局面,还是不能实现的。

但根据现在发展的状况,可以推断出,中国到了2028年的时间,氦气的入口量会下降到60%。

这绝对是一个可喜的成果。

氦气的使用


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氦气的发现,是及其偶然的。

在1868年的时间,一位法国的天文学家在印度的南部,对着日全食举行观察。

在观察的过程中,他发现在太阳光谱中居然出现了一道豁亮的泛着黄光的线条。

在同一天,英国的一位天文学家也在这次观察中,发现了这条之前没有留意到的线条。

之后就将这种可以发出黄光的元素,叫做了氦。

当时这是一种全新的元素,以是科学家们争相举行研究,想要一窥这种元素的全貌。


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但非常惋惜的是,在随后的二十年的时间里,科学家们并没有在地球上找到氦。

当时间走到1895年的时间,一位英国的化学家叫威廉.拉姆塞,他在无意中从铀矿中分离出了一股无色无味的气体。

起初他并没有在意,只是想确定一下这是什么气体,以是就举行了光谱分析。

这一分析,就比对上了之前天文学家们标注出来的黄光。

氦元素这才在地球上显暴露来。

固然,作为一个全新的元素,人类并不相识它,仅仅知道这就是一种比空气轻的元素。

依据这个特点,氦气就被人们用来填充了飞艇和睦球,尤其是人们发现氢气在作为飞艇和睦球的填充气体,居然可以发生大爆炸的情况下,氦气作为填充气体就被充分的使用起来。

这个时间,科学家们就开始研究起氦气在地球什么地方存储?


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首先氦气其着实宇宙中并不缺少,因为它是宇宙大爆炸时期就开始诞生的物质之一,目前占据宇宙总质量的四分之一。

那么地球上为什么这么少呢?

这是因为氦气比空气轻,那么就会跑出地球,而且它不和其他元素发生反应,那么想要以化合物的形式留住氦气也成为了不大概。

以是随着时间的推移,氦气在地球上也就不多见了。

那么氦气又在铀矿中发现,是怎么回事呢?

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这是因为地球在诞生的时间,是一种熔融状态,这就会将一些放射性元素给封印在地球上。

而这些元素在衰变的过程中,会开释出α粒子。

说是α粒子,实在阐明白一点就是氦原子核,既然氦原子核有了,缺少的仅仅是一些电子而已。

那么随着时间的推移,这些粒子团结电子,就在放射性矿产中慢慢的聚集起来,形成了氦气的存储区。

以是通过这个描述,就知道氦气在地球上的稀缺。

而目前这样存储区大多数是和天然气混淆在一起的,以是想要得到氦气,就必须有从天然气中提取氦气的技能。


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在相当长的一段时间里,这项技能的前沿技能就把握在美国的手里

固然最初,因为对氦气的相识很少,以是氦气的使用范围也小,但随着人们对氦气的相识,再加上科技不断的进步,才发现了氦气的巨大价值。

这就导致氦气的储量本来就少,但氦气的使用量却在逐年的扩大,那么氦气的代价也就水涨船高起来。

根据推算,全球氦气的储量也就够人类使用二十多年了。

以是很多范畴对于氦气的使用,都开始举行节省了。

怎样节省氦气的使用?


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好比医院里使用的核磁共振,内里最关键的部件就是氦气,现在通过更好的密封性,以及装备减少氦气蒸发量的装置,减少这个范畴对氦气的需求。

固然这还不是最好的办法,最好的办法就是上文提到的使用其他的方式和质料来替代氦气。

目前中国已经研发了替代法,开发出了无液氦超导磁体的核磁共振成像仪,并已经投入使用。

而且本钱比原来还要低,安全性也提高了一个档次。

在2014年,中国的科研人员还研发出了工业氦气循环使用体系,这可是天下首台。


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作用就是接纳工业生产过程中使用过的氦气,这些氦气每每含有杂质,经过这条体系提纯之后,就可以再次投放使用。

这台体系的提纯度非常的高,可以让原本只有10%氦气的废气,变成含氦气纯度为99.5%的气体。

再有就是空气中也是含有氦气的,只是很少,含量只有0.0005%,虽然少,但当氦气真的太过缺少的时间,也只能从空气中提取了。

目前在这个范畴已经在举行研发。

氦气开发的新途径


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相比较在地球上对氦气使用的开源节流,向太空获取氦气实在会更加轻易一点。

究竟宇宙中四分之一的物质都是氦气。

固然想要获取太空中的氦气,最好的办法就是探求有氦气的行星,陨石等等。

那么离地球最近的显然是月球,它的上面有没有氦气呢?

还真就有。

月球上的氦气主要来源于太阳。


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究竟人类发现氦就是从太阳的光谱中发现的,事实上太阳的辐射都会携带者氦粒子向着整个太阳系辐射。

其中地球因为有磁场的缘故,氦粒子在进入到地球之后,就会沿着地球的磁力线举行扩散,终极进入到太空中消散。

而月球就不一样了,它可没有磁场,以是辐射到月球上的氦粒子就会被保存在月球上。

几十亿年下来,月球上的氦气储量是相当惊人的。

目前科学家们发现只要将月壤加热到八十度的时间,氦气就会从月壤中分离出来,约莫两亿吨就可以提取出一吨的氦气。

两亿吨听起来这个数字很可怕,但和地球的泥土比较起来就已经很少了,因为地球两亿吨泥土只能提取十公斤氦气。

实在对于外太空的资源获取,这仅仅是开始,随着技能的不断进步,方式方法都会提高。

氦气的使用,也不会像现在这么左支右绌了。

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