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你可能還記得,幾年前曾經(jīng)出現(xiàn)過關(guān)于全球氦供應(yīng)量有限的報(bào)道。類似的消息也在這幾年間的周期性報(bào)告中屢屢出現(xiàn)。先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)可通過Arm技術(shù)在更豐富的基于Cortex-A的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。那么,這一危機(jī)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。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?jī)H為百萬(wàn)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(jìn)入大氣,就會(huì)逃逸到宇宙中,在太陽(yáng)風(fēng)的“吹拂”下隨風(fēng)而去。雖然地球上的氦一直在減少,但直到不久之前,氦儲(chǔ)量都非常充足。大多數(shù)氦都是在宇宙時(shí)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(shí)釋放出能量,因此名為裂變。
性元素的衰變可以彌補(bǔ)通過大氣損失的氦。裂變生成的氦主要儲(chǔ)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(guó)德克薩斯州的國(guó)家氦氣池。但這種天然過程需經(jīng)歷成千上萬(wàn)年,產(chǎn)出的氦氣量才能達(dá)到商業(yè)提取價(jià)值。
超導(dǎo)體材料是磁共振設(shè)備的關(guān)鍵,而這些材料在4.2開爾文的溫度下才能保持穩(wěn)定。氣體激光器由于體積巨大,電光轉(zhuǎn)化功率低,使得前期以氣體激光器作為三基色光源的激光顯現(xiàn)系統(tǒng)研究?jī)H停留在實(shí)驗(yàn)室作業(yè)形式,無(wú)法接近實(shí)用化。電子從材料中流過、產(chǎn)生電流時(shí),大多數(shù)材料都會(huì)產(chǎn)生電阻,這對(duì)磁裝置而言是一大問題。我們使用的每一樣電子設(shè)備、以及運(yùn)輸電力的所有基礎(chǔ)設(shè)施都會(huì)因?yàn)殡娮钃p失能量。由于電阻的存在,很難用高強(qiáng)度電高強(qiáng)磁場(chǎng)。然而超導(dǎo)體卻不會(huì)阻礙電子的流動(dòng),因此能產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng),可以進(jìn)行高分辨率醫(yī)學(xué)成像。但超導(dǎo)體材料要想發(fā)揮正常功能,就必須被放置在超低溫環(huán)境中。這也正是液氦不可或缺的原因。
據(jù)gasworld數(shù)據(jù)顯示,2017年,日本、韓國(guó)、臺(tái)灣和中國(guó)的氦氣市場(chǎng)總量達(dá)5280萬(wàn)立方米。
據(jù)美國(guó)Intelligas咨詢公司稱,全球市場(chǎng)規(guī)模為1.68億立方米(約600萬(wàn)立方英尺),亞洲市場(chǎng)占據(jù)了約30%的市場(chǎng)份額。不言而喻,中國(guó)是增長(zhǎng)的引擎。
在過去的5年里,中國(guó)的氦氣以每年5-13%的速度增長(zhǎng),到2017年達(dá)到2160萬(wàn)立方米的市場(chǎng)規(guī)模。半導(dǎo)體、光纖和MRI三大應(yīng)用都存在于這個(gè)市場(chǎng),這與日本相似。然而,它的規(guī)模是日本的2倍,使它的影響力超過了日本。
氮?dú)馐且环N無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體,分子量28。由此推算,其漏氣總量是驚人的,而且,GIS的使用還在不斷的擴(kuò)大之中。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度為1.250Kg/m3、熔點(diǎn)為-210.5℃、沸點(diǎn)為-195.8℃。液氮無(wú)色透明,易流動(dòng),氮?dú)馐且环N能使人和動(dòng)物窒息的氣體,人體長(zhǎng)期處于氮含量高于82%的環(huán)境中,有發(fā)生缺氧的危險(xiǎn),人處于氮含量高于94%的環(huán)境中,會(huì)因嚴(yán)重缺氧而在數(shù)分鐘內(nèi)窒息而亡。
氮的化學(xué)性質(zhì)不活潑,在平常的狀態(tài)下表現(xiàn)為很大的惰性,不容易與其他的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此,氮在冶金工業(yè),電子工業(yè),化學(xué)工業(yè)中廣泛地用來(lái)作為保護(hù)氣。