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你可能還記得,幾年前曾經(jīng)出現(xiàn)過關于全球氦供應量有限的報道。類似的消息也在這幾年間的周期性報告中屢屢出現(xiàn)。那么,這一危機值得引起人們的重視嗎?氦早在宇宙形成之初、宇宙須臾之后便已經(jīng)誕生,至今已有數(shù)十億年的歷史。也許我們應該為浪費氦-4而感到愧疚,特別是我們付的價格并不準確,政府從1925年到20世紀九十年代都在得克薩斯州的田里開采氦氣,但是1996年才決定投向市場讓所有人購買。它是宇宙中第二輕、也是第二常見的元素,僅次于氫氣。但地球上的氦并不多,含量僅為百萬分之幾。問題在于,氦原子核太輕,不足以被地球引力所牽制。一旦氦氣進入大氣,就會逃逸到宇宙中,在太陽風的“吹拂”下隨風而去。雖然地球上的氦一直在減少,但直到不久之前,氦儲量都非常充足。大多數(shù)氦都是在宇宙時形成的。鈾和釷等性元素可衰變成更小的碎片或粒子,其中也包括α粒子。這些粒子便是失去電子后的高能氦原子。在這種衰變過程中,性元素分裂成若干碎片,同時釋放出能量,因此名為裂變。
性元素的衰變可以彌補通過大氣損失的氦。裂變生成的氦主要儲存于多種礦石中,在天然形成的大型蓄氣池中大量聚積,如位于美國德克薩斯州的國家氦氣池。但這種天然過程需經(jīng)歷成千上萬年,產(chǎn)出的氦氣量才能達到商業(yè)提取價值。
氦鈉化合物2017年2月6日,中國南開大學的王慧田、周向鋒團隊及其合作者在《Nature Chemistry》上發(fā)表了有關在高壓條件下合成氦鈉化合物——Na2He的 ,結束了氦元素無化合物的歷史,標志著我國在稀有氣體化學領域走到了前沿。C、由于六氟化硫氣體良好的絕緣性能,使設備絕緣距離大為縮小,占地面積與空間體積大大縮小。此前,研究人員已經(jīng)找到其他元素與氦進行配對的方法。但一直以來,都沒有形成什么能夠穩(wěn)定存在的物質。常見的例子就是氦與其他元素的范德華力,無需共價鍵或者離子鍵就可以存在。在極低的溫度下,氦確實可以形成范德華力,但極其微弱,無法長久保持。
氦元素堅固的穩(wěn)定力源于其閉殼層電子組態(tài):其外殼層是完滿的狀態(tài),沒有空間和其他原子通過共用電子進行結合。裂變生成的氦主要儲存于多種礦石中,在天然形成的大型蓄氣池中大量聚積,如位于美國德克薩斯州的國家氦氣池。不過這是地球表面環(huán)境中的情況。作為宇宙中第二豐富的元素,氦在恒星和巨型氣體行星的構成中起著重要作用。在外太空或者地球深處的極端條件下,它可能遵循著不同尋常的規(guī)律。如今,研究人員剛剛驗證這種奇異的現(xiàn)象。
如果大量吸入氦氣,會造成體內氧氣被氦取代,因而發(fā)生缺氧(呼吸反射是受體內過量二氧化碳驅動,而對缺氧并不敏感),嚴重的甚至會。后來他的學生D·盧瑟福繼續(xù)用動物做實驗,把老鼠放進封閉的玻璃罩里直至其死后,發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10。 另外,如果是由高壓氣瓶中直接吸入氦氣,那么其高流速就會嚴重地破壞肺部組織。大量而高壓的氦和氧會造成高壓狀High pressure nervous syndrome (HPNS),不過少量的氮就能夠處理這個問題。而空氣中百分之七十八都是氮氣,所以不用擔心。據(jù)介紹,大量及長時間吸入氦氣可導致腦損傷甚至。在大部分薯條類包裝袋里也含有少量氦氣,不過不必擔心,沒有危害。