【廣告】
氦氣是無色、無味、無臭常溫下為氣態(tài)的惰性氣體。臨界溫度低,是難液化的氣體極不活潑,不能燃燒也不助燃。進行低壓放電時顯深黃色。很多領(lǐng)域都能運用到氦氣,但是進來信安達工業(yè)氣體小編月月查閱資料時發(fā)現(xiàn)氦氣竟然還與星際的形成有密切關(guān)系!氦氣是國防高科技產(chǎn)業(yè)不可或缺的稀有氣體,因此各國都非常珍惜現(xiàn)有的氦氣資源。那么氦氣氣體到底和星際的形成有何關(guān)系呢?
行星形成的研究涉及行星科學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)與非線性動力學(xué)等領(lǐng)域,行星科學(xué)家已大致發(fā)展出兩種主要理論。連續(xù)吸積(sequential-accretion)學(xué)說認為,細微的塵埃顆粒會聚積成堅硬的石塊,然后吸引大量氣體,形成木星般的氣態(tài)巨行星(gas giant);目前的氦氣短缺使很多氦氣用戶的成本飆升了300%,這次漲價的速度超過了十多年間任何歷史階段。若沒有吸引到大量氣體,就變成類似地球的固態(tài)行星。這理論的主要缺點是整個過程太緩慢,氣體可能在行星建構(gòu)完成前便逸散無蹤了。
另一個是重力不穩(wěn)定性(gravitational-instability)學(xué)說,它認為氣態(tài)巨行星形成于不成熟氣盤與塵埃崩解時的驟然撕裂聲中,這是一種恒星形成過程的小型翻版。這項假說仍有爭議,因為它假設(shè)必須有非常不穩(wěn)定的條件存在,而自然環(huán)境可能無法滿足這種條件。況且,天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)重的行星與輕的恒星間有道鴻溝,也就是說,尺度介于兩者之間的天體非常稀少。這個不連續(xù)性意味著行星的形成并非等同單純的小型恒星,它應(yīng)該和恒星有著全然不同的起源。氦氣需求如此之大,地球上的氦氣資源卻很有限,今年來還有專家預(yù)測未來10年地球上的氦氣就有可能被耗盡了。
雖然研究人員尚未完全解決這個爭論,但多數(shù)認為連續(xù)吸積學(xué)說是兩者之中較可行的理論。
氦氣是主要的工業(yè)氣體品種之一,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。在半導(dǎo)體工業(yè)中,高純氦氣用作生長鍺和硅晶體的保護氣。某些混合氣的底氣、清洗、屏蔽和加壓系統(tǒng)的惰性氣體;氣相色譜載氣;在生產(chǎn)象鈦和鋯那樣的活性金屬時用作保護氣;電弧焊接的保護氣;在原子能反應(yīng)堆中作為氣體的冷卻介質(zhì);充氦飛船,美國司令部正在研究用裝有預(yù)警系統(tǒng)的飛船來探測低空飛行彈;美國管理局在美國南部邊境地區(qū)設(shè)置了6只系留雷達的小型飛艇,用于探查情況;美國邊防巡邏站計劃利用小型飛艇來探查入境的外國人。美國航空和航天局正在利用充氦氣球來采集南極洲上空的空氣樣品,以研究臭氧層遭到破壞的各種原因。充填于在寒冷氣候中使用的熒光燈管;充填中子和氣體溫度計;設(shè)備、管路等的氦質(zhì)譜檢漏;在航天技術(shù)上,液氫加注系統(tǒng)的真空管路、貯槽、槽車以及火箭貯箱中的空氣必須首先用高純氮氣置換,合格后用高純氦氣置換,分析合格后用高純氦密封;還可用作火箭的擠壓氣源及姿態(tài)控制發(fā)動機用氣源。液氦主要用于超導(dǎo)技術(shù)和磁共振成像(MRI)。超導(dǎo)粒子要用液氦來冷卻超導(dǎo)磁體。美國阿貢(Argonne)國家實驗室正在研究用于軍事和商業(yè)目的的磁流體推進系統(tǒng),這種動力推進系統(tǒng)不使用運動部件。MRI的應(yīng)用價值很高,日本于1995年安裝了278套超導(dǎo)MRI,過去單機液氦年用量約400L。超導(dǎo)磁體電儲存系統(tǒng)能儲存平時過多的電力,需要時可以為高峰用電提供電力。液氦在低溫技術(shù),同步的研究與開發(fā)中應(yīng)用前景廣闊。這意味著,氦一直從我們頭頂吹過,但它不會進入我們的大氣層,因為地球的大氣層使它偏離我們的星球。
氦存在于整個宇宙中,按質(zhì)量計占23%,僅次于氫。但在自然界中主要存在于氣體中。在地球的大氣層中,氦的濃度十分低,只有5.2萬分之一。在地球上的礦物中所含有的氦是α衰變的產(chǎn)物。氦在某些氣中含有在經(jīng)濟上值得提取的量,可以含有7%,在美國的氣中氦大約有1%,在地表的空氣中每立方米含有4.6立方厘米的氦,大約占整個體積的0.0005%,密度只有空氣的7.2分之一,是除了氫以外密度小的氣體。連續(xù)吸積(sequential-accretion)學(xué)說認為,細微的塵埃顆粒會聚積成堅硬的石塊,然后吸引大量氣體,形成木星般的氣態(tài)巨行星(gasgiant)。
地球上的氦主要是元素衰變的產(chǎn)物,α粒子就是氦的原子核。在工業(yè)中可由含氦達7%的氣中提取。也可由液態(tài)空氣中用分餾法從氦混合氣體中制得。