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氦氣在科研領(lǐng)域的應(yīng)用:工業(yè)上的氦氣主要從美國、俄羅斯、阿爾及利亞、卡塔爾含氦量約為0.5%中分離、精制得到高純氦氣。利用其-268.9℃的低沸點,液氦可以用于超低溫冷卻。
1、利用其-268.9℃的低沸點,液氦可以用于超低溫冷卻。在懸浮列車等領(lǐng)域中廣受關(guān)注的超導(dǎo)體應(yīng)用中,氦氣是不可或缺的。
2、由于化學(xué)性質(zhì)不活潑和輕于空氣等特征,氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體,這一用途也是眾所周知的。
3、在海洋開發(fā)領(lǐng)域的呼吸用混合氣體中。
4、領(lǐng)域的成像設(shè)備的超導(dǎo)電磁體冷卻的用途中,氦氣都得到廣泛的應(yīng)用
5、科研、石化、制冷、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實驗、金屬制造、深海潛水、焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。
6、用作氦氣球、氦氣飛艇的填充氣體,以取代其有高度可燃性的氫氣。
7、與高純二氧化碳和高純氮氣一起用作二氧化碳激光切割機(jī)的氣體。
8、液氦用于成像儀的超導(dǎo)磁體。
9、跟氧氣一起用于深海作業(yè)的呼吸氣體。
10、用作空調(diào)領(lǐng)域氦漏儀的檢漏氣體。
11、跟高純氣一起用作特殊焊接的保護(hù)氣體。
12、用作氣相色譜儀。
13、氣質(zhì)聯(lián)用儀等儀器的載氣。
14、我國相關(guān)采用氦氣代替水做冷卻劑
液氦的沸點極低(4.25K),使其成為高科技領(lǐng)域的寵兒:一是低溫超導(dǎo)。液氦溫度極低,可為超導(dǎo)磁體提供低溫環(huán)境,其中應(yīng)用廣的為磁共振成像(MRI)。醫(yī)院成像儀的核心大都是超導(dǎo)磁體,只有在液氦的低溫下才能穩(wěn)定運行,產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,保證高分辨率成像。二是低溫冷卻。氦氣化學(xué)性質(zhì)不活潑,使氦氣熱氣球和飛艇比氫氣熱氣球和飛艇更為安全。
液氦廣泛用于原子反應(yīng)堆的冷卻介質(zhì)和清洗劑。三是測溫。由于氦氣的液化溫度很低,接近于零度,故其測溫范圍很廣,多用于精密測量。
氦氣具有化學(xué)惰性,常被用做半導(dǎo)體工業(yè)的保護(hù)氣和科學(xué)實驗中的載體氣。氦氣可以隔絕氧氣,避免電焊工件、單質(zhì)硅和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。目前,保護(hù)氣已成為氦氣的第二大應(yīng)用領(lǐng)域。在氣相色譜中,氦氣作為載體氣可運送被測氣體且不與其發(fā)生反應(yīng)。
太陽氦工廠
太陽的氦供應(yīng)是無限的。我們還沒有確定地球上的核聚變能夠產(chǎn)生氦。但是太陽每秒鐘都在運動,我們的太陽是一個氦工廠。它實際上是由大約25%的氦組成的,但是它正以日冕噴射和太陽風(fēng)的形式,日以繼夜地把氦噴射到太空中。這意味著,氦一直從我們頭頂吹過,但它不會進(jìn)入我們的大氣層,因為地球的大氣層使它偏離我們的星球。所以我們必須在太陽的源頭捉到它——利用一種叫做戴森球的空間巨型結(jié)構(gòu)的想法。戴森球體基本上是一個巨大的氣泡,它可以收集粒子,使其可供人類使用。太陽為地球帶來光和熱,這一切都源自于太陽內(nèi)部無時無刻不進(jìn)行著的熱核聚變反應(yīng)。想法是為了獲得無限的太陽能,它也可以用來捕獲像氦這樣的元素。
瘋狂的想法對嗎?科學(xué)家們認(rèn)為,我們離這個計劃的階段可能還有25年的時間,我們基本上也有無限的氦氣供應(yīng)。
氦,為稀有氣體的一種。元素名來源于希臘文,原意是“太陽” 。1868年法國的楊森利用分光鏡觀察太陽表面,發(fā)現(xiàn)一條新的黃色譜線,并認(rèn)為是屬于太陽上的某個未知元素,故名氦。氦在通常情況下為無色、無味的氣體,是不能在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下固化的物質(zhì)。氦是不活潑的元素。氦的應(yīng)用主要是作為保護(hù)氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑。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極端條件。此外,由于密度比空氣小且性質(zhì)穩(wěn)定,氦還可以作為浮升氣體。